xref: /openbmc/linux/arch/x86/net/bpf_jit_comp.c (revision 8fb575ca)
10a14842fSEric Dumazet /* bpf_jit_comp.c : BPF JIT compiler
20a14842fSEric Dumazet  *
33b58908aSEric Dumazet  * Copyright (C) 2011-2013 Eric Dumazet (eric.dumazet@gmail.com)
462258278SAlexei Starovoitov  * Internal BPF Copyright (c) 2011-2014 PLUMgrid, http://plumgrid.com
50a14842fSEric Dumazet  *
60a14842fSEric Dumazet  * This program is free software; you can redistribute it and/or
70a14842fSEric Dumazet  * modify it under the terms of the GNU General Public License
80a14842fSEric Dumazet  * as published by the Free Software Foundation; version 2
90a14842fSEric Dumazet  * of the License.
100a14842fSEric Dumazet  */
110a14842fSEric Dumazet #include <linux/moduleloader.h>
120a14842fSEric Dumazet #include <asm/cacheflush.h>
130a14842fSEric Dumazet #include <linux/netdevice.h>
140a14842fSEric Dumazet #include <linux/filter.h>
15855ddb56SEric Dumazet #include <linux/if_vlan.h>
16314beb9bSEric Dumazet #include <linux/random.h>
170a14842fSEric Dumazet 
180a14842fSEric Dumazet int bpf_jit_enable __read_mostly;
190a14842fSEric Dumazet 
200a14842fSEric Dumazet /*
210a14842fSEric Dumazet  * assembly code in arch/x86/net/bpf_jit.S
220a14842fSEric Dumazet  */
2362258278SAlexei Starovoitov extern u8 sk_load_word[], sk_load_half[], sk_load_byte[];
24a998d434SJan Seiffert extern u8 sk_load_word_positive_offset[], sk_load_half_positive_offset[];
2562258278SAlexei Starovoitov extern u8 sk_load_byte_positive_offset[];
26a998d434SJan Seiffert extern u8 sk_load_word_negative_offset[], sk_load_half_negative_offset[];
2762258278SAlexei Starovoitov extern u8 sk_load_byte_negative_offset[];
280a14842fSEric Dumazet 
290a14842fSEric Dumazet static inline u8 *emit_code(u8 *ptr, u32 bytes, unsigned int len)
300a14842fSEric Dumazet {
310a14842fSEric Dumazet 	if (len == 1)
320a14842fSEric Dumazet 		*ptr = bytes;
330a14842fSEric Dumazet 	else if (len == 2)
340a14842fSEric Dumazet 		*(u16 *)ptr = bytes;
350a14842fSEric Dumazet 	else {
360a14842fSEric Dumazet 		*(u32 *)ptr = bytes;
370a14842fSEric Dumazet 		barrier();
380a14842fSEric Dumazet 	}
390a14842fSEric Dumazet 	return ptr + len;
400a14842fSEric Dumazet }
410a14842fSEric Dumazet 
420a14842fSEric Dumazet #define EMIT(bytes, len)	do { prog = emit_code(prog, bytes, len); } while (0)
430a14842fSEric Dumazet 
440a14842fSEric Dumazet #define EMIT1(b1)		EMIT(b1, 1)
450a14842fSEric Dumazet #define EMIT2(b1, b2)		EMIT((b1) + ((b2) << 8), 2)
460a14842fSEric Dumazet #define EMIT3(b1, b2, b3)	EMIT((b1) + ((b2) << 8) + ((b3) << 16), 3)
470a14842fSEric Dumazet #define EMIT4(b1, b2, b3, b4)   EMIT((b1) + ((b2) << 8) + ((b3) << 16) + ((b4) << 24), 4)
4862258278SAlexei Starovoitov #define EMIT1_off32(b1, off) \
4962258278SAlexei Starovoitov 	do {EMIT1(b1); EMIT(off, 4); } while (0)
5062258278SAlexei Starovoitov #define EMIT2_off32(b1, b2, off) \
5162258278SAlexei Starovoitov 	do {EMIT2(b1, b2); EMIT(off, 4); } while (0)
5262258278SAlexei Starovoitov #define EMIT3_off32(b1, b2, b3, off) \
5362258278SAlexei Starovoitov 	do {EMIT3(b1, b2, b3); EMIT(off, 4); } while (0)
5462258278SAlexei Starovoitov #define EMIT4_off32(b1, b2, b3, b4, off) \
5562258278SAlexei Starovoitov 	do {EMIT4(b1, b2, b3, b4); EMIT(off, 4); } while (0)
560a14842fSEric Dumazet 
570a14842fSEric Dumazet static inline bool is_imm8(int value)
580a14842fSEric Dumazet {
590a14842fSEric Dumazet 	return value <= 127 && value >= -128;
600a14842fSEric Dumazet }
610a14842fSEric Dumazet 
6262258278SAlexei Starovoitov static inline bool is_simm32(s64 value)
630a14842fSEric Dumazet {
6462258278SAlexei Starovoitov 	return value == (s64) (s32) value;
650a14842fSEric Dumazet }
660a14842fSEric Dumazet 
67e430f34eSAlexei Starovoitov /* mov dst, src */
68e430f34eSAlexei Starovoitov #define EMIT_mov(DST, SRC) \
69e430f34eSAlexei Starovoitov 	do {if (DST != SRC) \
70e430f34eSAlexei Starovoitov 		EMIT3(add_2mod(0x48, DST, SRC), 0x89, add_2reg(0xC0, DST, SRC)); \
710a14842fSEric Dumazet 	} while (0)
720a14842fSEric Dumazet 
7362258278SAlexei Starovoitov static int bpf_size_to_x86_bytes(int bpf_size)
7462258278SAlexei Starovoitov {
7562258278SAlexei Starovoitov 	if (bpf_size == BPF_W)
7662258278SAlexei Starovoitov 		return 4;
7762258278SAlexei Starovoitov 	else if (bpf_size == BPF_H)
7862258278SAlexei Starovoitov 		return 2;
7962258278SAlexei Starovoitov 	else if (bpf_size == BPF_B)
8062258278SAlexei Starovoitov 		return 1;
8162258278SAlexei Starovoitov 	else if (bpf_size == BPF_DW)
8262258278SAlexei Starovoitov 		return 4; /* imm32 */
8362258278SAlexei Starovoitov 	else
8462258278SAlexei Starovoitov 		return 0;
8562258278SAlexei Starovoitov }
8662258278SAlexei Starovoitov 
870a14842fSEric Dumazet /* list of x86 cond jumps opcodes (. + s8)
880a14842fSEric Dumazet  * Add 0x10 (and an extra 0x0f) to generate far jumps (. + s32)
890a14842fSEric Dumazet  */
900a14842fSEric Dumazet #define X86_JB  0x72
910a14842fSEric Dumazet #define X86_JAE 0x73
920a14842fSEric Dumazet #define X86_JE  0x74
930a14842fSEric Dumazet #define X86_JNE 0x75
940a14842fSEric Dumazet #define X86_JBE 0x76
950a14842fSEric Dumazet #define X86_JA  0x77
9662258278SAlexei Starovoitov #define X86_JGE 0x7D
9762258278SAlexei Starovoitov #define X86_JG  0x7F
980a14842fSEric Dumazet 
990a14842fSEric Dumazet static inline void bpf_flush_icache(void *start, void *end)
1000a14842fSEric Dumazet {
1010a14842fSEric Dumazet 	mm_segment_t old_fs = get_fs();
1020a14842fSEric Dumazet 
1030a14842fSEric Dumazet 	set_fs(KERNEL_DS);
1040a14842fSEric Dumazet 	smp_wmb();
1050a14842fSEric Dumazet 	flush_icache_range((unsigned long)start, (unsigned long)end);
1060a14842fSEric Dumazet 	set_fs(old_fs);
1070a14842fSEric Dumazet }
1080a14842fSEric Dumazet 
109a998d434SJan Seiffert #define CHOOSE_LOAD_FUNC(K, func) \
110a998d434SJan Seiffert 	((int)K < 0 ? ((int)K >= SKF_LL_OFF ? func##_negative_offset : func) : func##_positive_offset)
1110a14842fSEric Dumazet 
112314beb9bSEric Dumazet struct bpf_binary_header {
113314beb9bSEric Dumazet 	unsigned int	pages;
114314beb9bSEric Dumazet 	/* Note : for security reasons, bpf code will follow a randomly
115314beb9bSEric Dumazet 	 * sized amount of int3 instructions
116314beb9bSEric Dumazet 	 */
117314beb9bSEric Dumazet 	u8		image[];
118314beb9bSEric Dumazet };
119314beb9bSEric Dumazet 
120314beb9bSEric Dumazet static struct bpf_binary_header *bpf_alloc_binary(unsigned int proglen,
121314beb9bSEric Dumazet 						  u8 **image_ptr)
122314beb9bSEric Dumazet {
123314beb9bSEric Dumazet 	unsigned int sz, hole;
124314beb9bSEric Dumazet 	struct bpf_binary_header *header;
125314beb9bSEric Dumazet 
126314beb9bSEric Dumazet 	/* Most of BPF filters are really small,
127314beb9bSEric Dumazet 	 * but if some of them fill a page, allow at least
128314beb9bSEric Dumazet 	 * 128 extra bytes to insert a random section of int3
129314beb9bSEric Dumazet 	 */
130314beb9bSEric Dumazet 	sz = round_up(proglen + sizeof(*header) + 128, PAGE_SIZE);
131314beb9bSEric Dumazet 	header = module_alloc(sz);
132314beb9bSEric Dumazet 	if (!header)
133314beb9bSEric Dumazet 		return NULL;
134314beb9bSEric Dumazet 
135314beb9bSEric Dumazet 	memset(header, 0xcc, sz); /* fill whole space with int3 instructions */
136314beb9bSEric Dumazet 
137314beb9bSEric Dumazet 	header->pages = sz / PAGE_SIZE;
138773cd38fSAlexei Starovoitov 	hole = min(sz - (proglen + sizeof(*header)), PAGE_SIZE - sizeof(*header));
139314beb9bSEric Dumazet 
140314beb9bSEric Dumazet 	/* insert a random number of int3 instructions before BPF code */
141314beb9bSEric Dumazet 	*image_ptr = &header->image[prandom_u32() % hole];
142314beb9bSEric Dumazet 	return header;
143314beb9bSEric Dumazet }
144314beb9bSEric Dumazet 
14562258278SAlexei Starovoitov /* pick a register outside of BPF range for JIT internal work */
14662258278SAlexei Starovoitov #define AUX_REG (MAX_BPF_REG + 1)
14762258278SAlexei Starovoitov 
14862258278SAlexei Starovoitov /* the following table maps BPF registers to x64 registers.
14962258278SAlexei Starovoitov  * x64 register r12 is unused, since if used as base address register
15062258278SAlexei Starovoitov  * in load/store instructions, it always needs an extra byte of encoding
15162258278SAlexei Starovoitov  */
15262258278SAlexei Starovoitov static const int reg2hex[] = {
15362258278SAlexei Starovoitov 	[BPF_REG_0] = 0,  /* rax */
15462258278SAlexei Starovoitov 	[BPF_REG_1] = 7,  /* rdi */
15562258278SAlexei Starovoitov 	[BPF_REG_2] = 6,  /* rsi */
15662258278SAlexei Starovoitov 	[BPF_REG_3] = 2,  /* rdx */
15762258278SAlexei Starovoitov 	[BPF_REG_4] = 1,  /* rcx */
15862258278SAlexei Starovoitov 	[BPF_REG_5] = 0,  /* r8 */
15962258278SAlexei Starovoitov 	[BPF_REG_6] = 3,  /* rbx callee saved */
16062258278SAlexei Starovoitov 	[BPF_REG_7] = 5,  /* r13 callee saved */
16162258278SAlexei Starovoitov 	[BPF_REG_8] = 6,  /* r14 callee saved */
16262258278SAlexei Starovoitov 	[BPF_REG_9] = 7,  /* r15 callee saved */
16362258278SAlexei Starovoitov 	[BPF_REG_FP] = 5, /* rbp readonly */
16462258278SAlexei Starovoitov 	[AUX_REG] = 3,    /* r11 temp register */
16562258278SAlexei Starovoitov };
16662258278SAlexei Starovoitov 
16762258278SAlexei Starovoitov /* is_ereg() == true if BPF register 'reg' maps to x64 r8..r15
16862258278SAlexei Starovoitov  * which need extra byte of encoding.
16962258278SAlexei Starovoitov  * rax,rcx,...,rbp have simpler encoding
17062258278SAlexei Starovoitov  */
17162258278SAlexei Starovoitov static inline bool is_ereg(u32 reg)
17262258278SAlexei Starovoitov {
17362258278SAlexei Starovoitov 	if (reg == BPF_REG_5 || reg == AUX_REG ||
17462258278SAlexei Starovoitov 	    (reg >= BPF_REG_7 && reg <= BPF_REG_9))
17562258278SAlexei Starovoitov 		return true;
17662258278SAlexei Starovoitov 	else
17762258278SAlexei Starovoitov 		return false;
17862258278SAlexei Starovoitov }
17962258278SAlexei Starovoitov 
18062258278SAlexei Starovoitov /* add modifiers if 'reg' maps to x64 registers r8..r15 */
18162258278SAlexei Starovoitov static inline u8 add_1mod(u8 byte, u32 reg)
18262258278SAlexei Starovoitov {
18362258278SAlexei Starovoitov 	if (is_ereg(reg))
18462258278SAlexei Starovoitov 		byte |= 1;
18562258278SAlexei Starovoitov 	return byte;
18662258278SAlexei Starovoitov }
18762258278SAlexei Starovoitov 
18862258278SAlexei Starovoitov static inline u8 add_2mod(u8 byte, u32 r1, u32 r2)
18962258278SAlexei Starovoitov {
19062258278SAlexei Starovoitov 	if (is_ereg(r1))
19162258278SAlexei Starovoitov 		byte |= 1;
19262258278SAlexei Starovoitov 	if (is_ereg(r2))
19362258278SAlexei Starovoitov 		byte |= 4;
19462258278SAlexei Starovoitov 	return byte;
19562258278SAlexei Starovoitov }
19662258278SAlexei Starovoitov 
197e430f34eSAlexei Starovoitov /* encode 'dst_reg' register into x64 opcode 'byte' */
198e430f34eSAlexei Starovoitov static inline u8 add_1reg(u8 byte, u32 dst_reg)
19962258278SAlexei Starovoitov {
200e430f34eSAlexei Starovoitov 	return byte + reg2hex[dst_reg];
20162258278SAlexei Starovoitov }
20262258278SAlexei Starovoitov 
203e430f34eSAlexei Starovoitov /* encode 'dst_reg' and 'src_reg' registers into x64 opcode 'byte' */
204e430f34eSAlexei Starovoitov static inline u8 add_2reg(u8 byte, u32 dst_reg, u32 src_reg)
20562258278SAlexei Starovoitov {
206e430f34eSAlexei Starovoitov 	return byte + reg2hex[dst_reg] + (reg2hex[src_reg] << 3);
20762258278SAlexei Starovoitov }
20862258278SAlexei Starovoitov 
209f3c2af7bSAlexei Starovoitov struct jit_context {
210f3c2af7bSAlexei Starovoitov 	unsigned int cleanup_addr; /* epilogue code offset */
21162258278SAlexei Starovoitov 	bool seen_ld_abs;
212f3c2af7bSAlexei Starovoitov };
213f3c2af7bSAlexei Starovoitov 
214f3c2af7bSAlexei Starovoitov static int do_jit(struct sk_filter *bpf_prog, int *addrs, u8 *image,
215f3c2af7bSAlexei Starovoitov 		  int oldproglen, struct jit_context *ctx)
2160a14842fSEric Dumazet {
2172695fb55SAlexei Starovoitov 	struct bpf_insn *insn = bpf_prog->insnsi;
21862258278SAlexei Starovoitov 	int insn_cnt = bpf_prog->len;
2190a14842fSEric Dumazet 	u8 temp[64];
22062258278SAlexei Starovoitov 	int i;
22162258278SAlexei Starovoitov 	int proglen = 0;
22262258278SAlexei Starovoitov 	u8 *prog = temp;
22362258278SAlexei Starovoitov 	int stacksize = MAX_BPF_STACK +
22462258278SAlexei Starovoitov 		32 /* space for rbx, r13, r14, r15 */ +
22562258278SAlexei Starovoitov 		8 /* space for skb_copy_bits() buffer */;
2260a14842fSEric Dumazet 
22762258278SAlexei Starovoitov 	EMIT1(0x55); /* push rbp */
22862258278SAlexei Starovoitov 	EMIT3(0x48, 0x89, 0xE5); /* mov rbp,rsp */
2290a14842fSEric Dumazet 
23062258278SAlexei Starovoitov 	/* sub rsp, stacksize */
23162258278SAlexei Starovoitov 	EMIT3_off32(0x48, 0x81, 0xEC, stacksize);
2320a14842fSEric Dumazet 
23362258278SAlexei Starovoitov 	/* all classic BPF filters use R6(rbx) save it */
23462258278SAlexei Starovoitov 
23562258278SAlexei Starovoitov 	/* mov qword ptr [rbp-X],rbx */
23662258278SAlexei Starovoitov 	EMIT3_off32(0x48, 0x89, 0x9D, -stacksize);
23762258278SAlexei Starovoitov 
2388fb575caSAlexei Starovoitov 	/* bpf_convert_filter() maps classic BPF register X to R7 and uses R8
23962258278SAlexei Starovoitov 	 * as temporary, so all tcpdump filters need to spill/fill R7(r13) and
24062258278SAlexei Starovoitov 	 * R8(r14). R9(r15) spill could be made conditional, but there is only
24162258278SAlexei Starovoitov 	 * one 'bpf_error' return path out of helper functions inside bpf_jit.S
24262258278SAlexei Starovoitov 	 * The overhead of extra spill is negligible for any filter other
24362258278SAlexei Starovoitov 	 * than synthetic ones. Therefore not worth adding complexity.
2440a14842fSEric Dumazet 	 */
24562258278SAlexei Starovoitov 
24662258278SAlexei Starovoitov 	/* mov qword ptr [rbp-X],r13 */
24762258278SAlexei Starovoitov 	EMIT3_off32(0x4C, 0x89, 0xAD, -stacksize + 8);
24862258278SAlexei Starovoitov 	/* mov qword ptr [rbp-X],r14 */
24962258278SAlexei Starovoitov 	EMIT3_off32(0x4C, 0x89, 0xB5, -stacksize + 16);
25062258278SAlexei Starovoitov 	/* mov qword ptr [rbp-X],r15 */
25162258278SAlexei Starovoitov 	EMIT3_off32(0x4C, 0x89, 0xBD, -stacksize + 24);
25262258278SAlexei Starovoitov 
25362258278SAlexei Starovoitov 	/* clear A and X registers */
25462258278SAlexei Starovoitov 	EMIT2(0x31, 0xc0); /* xor eax, eax */
25562258278SAlexei Starovoitov 	EMIT3(0x4D, 0x31, 0xED); /* xor r13, r13 */
25662258278SAlexei Starovoitov 
25762258278SAlexei Starovoitov 	if (ctx->seen_ld_abs) {
25862258278SAlexei Starovoitov 		/* r9d : skb->len - skb->data_len (headlen)
25962258278SAlexei Starovoitov 		 * r10 : skb->data
26062258278SAlexei Starovoitov 		 */
26162258278SAlexei Starovoitov 		if (is_imm8(offsetof(struct sk_buff, len)))
26262258278SAlexei Starovoitov 			/* mov %r9d, off8(%rdi) */
26362258278SAlexei Starovoitov 			EMIT4(0x44, 0x8b, 0x4f,
26462258278SAlexei Starovoitov 			      offsetof(struct sk_buff, len));
26562258278SAlexei Starovoitov 		else
26662258278SAlexei Starovoitov 			/* mov %r9d, off32(%rdi) */
26762258278SAlexei Starovoitov 			EMIT3_off32(0x44, 0x8b, 0x8f,
26862258278SAlexei Starovoitov 				    offsetof(struct sk_buff, len));
26962258278SAlexei Starovoitov 
2700a14842fSEric Dumazet 		if (is_imm8(offsetof(struct sk_buff, data_len)))
27162258278SAlexei Starovoitov 			/* sub %r9d, off8(%rdi) */
27262258278SAlexei Starovoitov 			EMIT4(0x44, 0x2b, 0x4f,
27362258278SAlexei Starovoitov 			      offsetof(struct sk_buff, data_len));
27462258278SAlexei Starovoitov 		else
27562258278SAlexei Starovoitov 			EMIT3_off32(0x44, 0x2b, 0x8f,
27662258278SAlexei Starovoitov 				    offsetof(struct sk_buff, data_len));
2770a14842fSEric Dumazet 
2780a14842fSEric Dumazet 		if (is_imm8(offsetof(struct sk_buff, data)))
27962258278SAlexei Starovoitov 			/* mov %r10, off8(%rdi) */
28062258278SAlexei Starovoitov 			EMIT4(0x4c, 0x8b, 0x57,
28162258278SAlexei Starovoitov 			      offsetof(struct sk_buff, data));
2820a14842fSEric Dumazet 		else
28362258278SAlexei Starovoitov 			/* mov %r10, off32(%rdi) */
28462258278SAlexei Starovoitov 			EMIT3_off32(0x4c, 0x8b, 0x97,
28562258278SAlexei Starovoitov 				    offsetof(struct sk_buff, data));
2860a14842fSEric Dumazet 	}
28762258278SAlexei Starovoitov 
28862258278SAlexei Starovoitov 	for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
289e430f34eSAlexei Starovoitov 		const s32 imm32 = insn->imm;
290e430f34eSAlexei Starovoitov 		u32 dst_reg = insn->dst_reg;
291e430f34eSAlexei Starovoitov 		u32 src_reg = insn->src_reg;
29262258278SAlexei Starovoitov 		u8 b1 = 0, b2 = 0, b3 = 0;
29362258278SAlexei Starovoitov 		s64 jmp_offset;
29462258278SAlexei Starovoitov 		u8 jmp_cond;
29562258278SAlexei Starovoitov 		int ilen;
29662258278SAlexei Starovoitov 		u8 *func;
29762258278SAlexei Starovoitov 
29862258278SAlexei Starovoitov 		switch (insn->code) {
29962258278SAlexei Starovoitov 			/* ALU */
30062258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_X:
30162258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_X:
30262258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_X:
30362258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ALU | BPF_OR | BPF_X:
30462258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_X:
30562258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X:
30662258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X:
30762258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ALU64 | BPF_AND | BPF_X:
30862258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ALU64 | BPF_OR | BPF_X:
30962258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ALU64 | BPF_XOR | BPF_X:
31062258278SAlexei Starovoitov 			switch (BPF_OP(insn->code)) {
31162258278SAlexei Starovoitov 			case BPF_ADD: b2 = 0x01; break;
31262258278SAlexei Starovoitov 			case BPF_SUB: b2 = 0x29; break;
31362258278SAlexei Starovoitov 			case BPF_AND: b2 = 0x21; break;
31462258278SAlexei Starovoitov 			case BPF_OR: b2 = 0x09; break;
31562258278SAlexei Starovoitov 			case BPF_XOR: b2 = 0x31; break;
31662258278SAlexei Starovoitov 			}
31762258278SAlexei Starovoitov 			if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64)
318e430f34eSAlexei Starovoitov 				EMIT1(add_2mod(0x48, dst_reg, src_reg));
319e430f34eSAlexei Starovoitov 			else if (is_ereg(dst_reg) || is_ereg(src_reg))
320e430f34eSAlexei Starovoitov 				EMIT1(add_2mod(0x40, dst_reg, src_reg));
321e430f34eSAlexei Starovoitov 			EMIT2(b2, add_2reg(0xC0, dst_reg, src_reg));
3220a14842fSEric Dumazet 			break;
32362258278SAlexei Starovoitov 
324e430f34eSAlexei Starovoitov 			/* mov dst, src */
32562258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_X:
326e430f34eSAlexei Starovoitov 			EMIT_mov(dst_reg, src_reg);
32762258278SAlexei Starovoitov 			break;
32862258278SAlexei Starovoitov 
329e430f34eSAlexei Starovoitov 			/* mov32 dst, src */
33062258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ALU | BPF_MOV | BPF_X:
331e430f34eSAlexei Starovoitov 			if (is_ereg(dst_reg) || is_ereg(src_reg))
332e430f34eSAlexei Starovoitov 				EMIT1(add_2mod(0x40, dst_reg, src_reg));
333e430f34eSAlexei Starovoitov 			EMIT2(0x89, add_2reg(0xC0, dst_reg, src_reg));
33462258278SAlexei Starovoitov 			break;
33562258278SAlexei Starovoitov 
336e430f34eSAlexei Starovoitov 			/* neg dst */
33762258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ALU | BPF_NEG:
33862258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ALU64 | BPF_NEG:
33962258278SAlexei Starovoitov 			if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64)
340e430f34eSAlexei Starovoitov 				EMIT1(add_1mod(0x48, dst_reg));
341e430f34eSAlexei Starovoitov 			else if (is_ereg(dst_reg))
342e430f34eSAlexei Starovoitov 				EMIT1(add_1mod(0x40, dst_reg));
343e430f34eSAlexei Starovoitov 			EMIT2(0xF7, add_1reg(0xD8, dst_reg));
34462258278SAlexei Starovoitov 			break;
34562258278SAlexei Starovoitov 
34662258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_K:
34762258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_K:
34862258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_K:
34962258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ALU | BPF_OR | BPF_K:
35062258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_K:
35162258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_K:
35262258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_K:
35362258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ALU64 | BPF_AND | BPF_K:
35462258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ALU64 | BPF_OR | BPF_K:
35562258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ALU64 | BPF_XOR | BPF_K:
35662258278SAlexei Starovoitov 			if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64)
357e430f34eSAlexei Starovoitov 				EMIT1(add_1mod(0x48, dst_reg));
358e430f34eSAlexei Starovoitov 			else if (is_ereg(dst_reg))
359e430f34eSAlexei Starovoitov 				EMIT1(add_1mod(0x40, dst_reg));
36062258278SAlexei Starovoitov 
36162258278SAlexei Starovoitov 			switch (BPF_OP(insn->code)) {
36262258278SAlexei Starovoitov 			case BPF_ADD: b3 = 0xC0; break;
36362258278SAlexei Starovoitov 			case BPF_SUB: b3 = 0xE8; break;
36462258278SAlexei Starovoitov 			case BPF_AND: b3 = 0xE0; break;
36562258278SAlexei Starovoitov 			case BPF_OR: b3 = 0xC8; break;
36662258278SAlexei Starovoitov 			case BPF_XOR: b3 = 0xF0; break;
36762258278SAlexei Starovoitov 			}
36862258278SAlexei Starovoitov 
369e430f34eSAlexei Starovoitov 			if (is_imm8(imm32))
370e430f34eSAlexei Starovoitov 				EMIT3(0x83, add_1reg(b3, dst_reg), imm32);
37162258278SAlexei Starovoitov 			else
372e430f34eSAlexei Starovoitov 				EMIT2_off32(0x81, add_1reg(b3, dst_reg), imm32);
37362258278SAlexei Starovoitov 			break;
37462258278SAlexei Starovoitov 
37562258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_K:
37662258278SAlexei Starovoitov 			/* optimization: if imm32 is positive,
37762258278SAlexei Starovoitov 			 * use 'mov eax, imm32' (which zero-extends imm32)
37862258278SAlexei Starovoitov 			 * to save 2 bytes
379d00a9dd2SEric Dumazet 			 */
380e430f34eSAlexei Starovoitov 			if (imm32 < 0) {
38162258278SAlexei Starovoitov 				/* 'mov rax, imm32' sign extends imm32 */
382e430f34eSAlexei Starovoitov 				b1 = add_1mod(0x48, dst_reg);
38362258278SAlexei Starovoitov 				b2 = 0xC7;
38462258278SAlexei Starovoitov 				b3 = 0xC0;
385e430f34eSAlexei Starovoitov 				EMIT3_off32(b1, b2, add_1reg(b3, dst_reg), imm32);
386aee636c4SEric Dumazet 				break;
387aee636c4SEric Dumazet 			}
3883b58908aSEric Dumazet 
38962258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ALU | BPF_MOV | BPF_K:
39062258278SAlexei Starovoitov 			/* mov %eax, imm32 */
391e430f34eSAlexei Starovoitov 			if (is_ereg(dst_reg))
392e430f34eSAlexei Starovoitov 				EMIT1(add_1mod(0x40, dst_reg));
393e430f34eSAlexei Starovoitov 			EMIT1_off32(add_1reg(0xB8, dst_reg), imm32);
39462258278SAlexei Starovoitov 			break;
39562258278SAlexei Starovoitov 
396e430f34eSAlexei Starovoitov 			/* dst %= src, dst /= src, dst %= imm32, dst /= imm32 */
39762258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X:
39862258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X:
39962258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_K:
40062258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_K:
40162258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X:
40262258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X:
40362258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_K:
40462258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_K:
40562258278SAlexei Starovoitov 			EMIT1(0x50); /* push rax */
40662258278SAlexei Starovoitov 			EMIT1(0x52); /* push rdx */
40762258278SAlexei Starovoitov 
40862258278SAlexei Starovoitov 			if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X)
409e430f34eSAlexei Starovoitov 				/* mov r11, src_reg */
410e430f34eSAlexei Starovoitov 				EMIT_mov(AUX_REG, src_reg);
41162258278SAlexei Starovoitov 			else
412e430f34eSAlexei Starovoitov 				/* mov r11, imm32 */
413e430f34eSAlexei Starovoitov 				EMIT3_off32(0x49, 0xC7, 0xC3, imm32);
41462258278SAlexei Starovoitov 
415e430f34eSAlexei Starovoitov 			/* mov rax, dst_reg */
416e430f34eSAlexei Starovoitov 			EMIT_mov(BPF_REG_0, dst_reg);
41762258278SAlexei Starovoitov 
41862258278SAlexei Starovoitov 			/* xor edx, edx
41962258278SAlexei Starovoitov 			 * equivalent to 'xor rdx, rdx', but one byte less
42062258278SAlexei Starovoitov 			 */
42162258278SAlexei Starovoitov 			EMIT2(0x31, 0xd2);
42262258278SAlexei Starovoitov 
42362258278SAlexei Starovoitov 			if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
424e430f34eSAlexei Starovoitov 				/* if (src_reg == 0) return 0 */
42562258278SAlexei Starovoitov 
42662258278SAlexei Starovoitov 				/* cmp r11, 0 */
42762258278SAlexei Starovoitov 				EMIT4(0x49, 0x83, 0xFB, 0x00);
42862258278SAlexei Starovoitov 
42962258278SAlexei Starovoitov 				/* jne .+9 (skip over pop, pop, xor and jmp) */
43062258278SAlexei Starovoitov 				EMIT2(X86_JNE, 1 + 1 + 2 + 5);
43162258278SAlexei Starovoitov 				EMIT1(0x5A); /* pop rdx */
43262258278SAlexei Starovoitov 				EMIT1(0x58); /* pop rax */
43362258278SAlexei Starovoitov 				EMIT2(0x31, 0xc0); /* xor eax, eax */
43462258278SAlexei Starovoitov 
43562258278SAlexei Starovoitov 				/* jmp cleanup_addr
43662258278SAlexei Starovoitov 				 * addrs[i] - 11, because there are 11 bytes
43762258278SAlexei Starovoitov 				 * after this insn: div, mov, pop, pop, mov
43862258278SAlexei Starovoitov 				 */
43962258278SAlexei Starovoitov 				jmp_offset = ctx->cleanup_addr - (addrs[i] - 11);
44062258278SAlexei Starovoitov 				EMIT1_off32(0xE9, jmp_offset);
44162258278SAlexei Starovoitov 			}
44262258278SAlexei Starovoitov 
44362258278SAlexei Starovoitov 			if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64)
44462258278SAlexei Starovoitov 				/* div r11 */
44562258278SAlexei Starovoitov 				EMIT3(0x49, 0xF7, 0xF3);
44662258278SAlexei Starovoitov 			else
44762258278SAlexei Starovoitov 				/* div r11d */
44862258278SAlexei Starovoitov 				EMIT3(0x41, 0xF7, 0xF3);
44962258278SAlexei Starovoitov 
45062258278SAlexei Starovoitov 			if (BPF_OP(insn->code) == BPF_MOD)
45162258278SAlexei Starovoitov 				/* mov r11, rdx */
45262258278SAlexei Starovoitov 				EMIT3(0x49, 0x89, 0xD3);
45362258278SAlexei Starovoitov 			else
45462258278SAlexei Starovoitov 				/* mov r11, rax */
45562258278SAlexei Starovoitov 				EMIT3(0x49, 0x89, 0xC3);
45662258278SAlexei Starovoitov 
45762258278SAlexei Starovoitov 			EMIT1(0x5A); /* pop rdx */
45862258278SAlexei Starovoitov 			EMIT1(0x58); /* pop rax */
45962258278SAlexei Starovoitov 
460e430f34eSAlexei Starovoitov 			/* mov dst_reg, r11 */
461e430f34eSAlexei Starovoitov 			EMIT_mov(dst_reg, AUX_REG);
46262258278SAlexei Starovoitov 			break;
46362258278SAlexei Starovoitov 
46462258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_K:
46562258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_X:
46662258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ALU64 | BPF_MUL | BPF_K:
46762258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ALU64 | BPF_MUL | BPF_X:
46862258278SAlexei Starovoitov 			EMIT1(0x50); /* push rax */
46962258278SAlexei Starovoitov 			EMIT1(0x52); /* push rdx */
47062258278SAlexei Starovoitov 
471e430f34eSAlexei Starovoitov 			/* mov r11, dst_reg */
472e430f34eSAlexei Starovoitov 			EMIT_mov(AUX_REG, dst_reg);
47362258278SAlexei Starovoitov 
47462258278SAlexei Starovoitov 			if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X)
475e430f34eSAlexei Starovoitov 				/* mov rax, src_reg */
476e430f34eSAlexei Starovoitov 				EMIT_mov(BPF_REG_0, src_reg);
47762258278SAlexei Starovoitov 			else
478e430f34eSAlexei Starovoitov 				/* mov rax, imm32 */
479e430f34eSAlexei Starovoitov 				EMIT3_off32(0x48, 0xC7, 0xC0, imm32);
48062258278SAlexei Starovoitov 
48162258278SAlexei Starovoitov 			if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64)
48262258278SAlexei Starovoitov 				EMIT1(add_1mod(0x48, AUX_REG));
48362258278SAlexei Starovoitov 			else if (is_ereg(AUX_REG))
48462258278SAlexei Starovoitov 				EMIT1(add_1mod(0x40, AUX_REG));
48562258278SAlexei Starovoitov 			/* mul(q) r11 */
48662258278SAlexei Starovoitov 			EMIT2(0xF7, add_1reg(0xE0, AUX_REG));
48762258278SAlexei Starovoitov 
48862258278SAlexei Starovoitov 			/* mov r11, rax */
48962258278SAlexei Starovoitov 			EMIT_mov(AUX_REG, BPF_REG_0);
49062258278SAlexei Starovoitov 
49162258278SAlexei Starovoitov 			EMIT1(0x5A); /* pop rdx */
49262258278SAlexei Starovoitov 			EMIT1(0x58); /* pop rax */
49362258278SAlexei Starovoitov 
494e430f34eSAlexei Starovoitov 			/* mov dst_reg, r11 */
495e430f34eSAlexei Starovoitov 			EMIT_mov(dst_reg, AUX_REG);
49662258278SAlexei Starovoitov 			break;
49762258278SAlexei Starovoitov 
49862258278SAlexei Starovoitov 			/* shifts */
49962258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_K:
50062258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_K:
50162258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ALU | BPF_ARSH | BPF_K:
50262258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ALU64 | BPF_LSH | BPF_K:
50362258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ALU64 | BPF_RSH | BPF_K:
50462258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ALU64 | BPF_ARSH | BPF_K:
50562258278SAlexei Starovoitov 			if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64)
506e430f34eSAlexei Starovoitov 				EMIT1(add_1mod(0x48, dst_reg));
507e430f34eSAlexei Starovoitov 			else if (is_ereg(dst_reg))
508e430f34eSAlexei Starovoitov 				EMIT1(add_1mod(0x40, dst_reg));
50962258278SAlexei Starovoitov 
51062258278SAlexei Starovoitov 			switch (BPF_OP(insn->code)) {
51162258278SAlexei Starovoitov 			case BPF_LSH: b3 = 0xE0; break;
51262258278SAlexei Starovoitov 			case BPF_RSH: b3 = 0xE8; break;
51362258278SAlexei Starovoitov 			case BPF_ARSH: b3 = 0xF8; break;
51462258278SAlexei Starovoitov 			}
515e430f34eSAlexei Starovoitov 			EMIT3(0xC1, add_1reg(b3, dst_reg), imm32);
51662258278SAlexei Starovoitov 			break;
51762258278SAlexei Starovoitov 
51862258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ALU | BPF_END | BPF_FROM_BE:
519e430f34eSAlexei Starovoitov 			switch (imm32) {
52062258278SAlexei Starovoitov 			case 16:
52162258278SAlexei Starovoitov 				/* emit 'ror %ax, 8' to swap lower 2 bytes */
52262258278SAlexei Starovoitov 				EMIT1(0x66);
523e430f34eSAlexei Starovoitov 				if (is_ereg(dst_reg))
52462258278SAlexei Starovoitov 					EMIT1(0x41);
525e430f34eSAlexei Starovoitov 				EMIT3(0xC1, add_1reg(0xC8, dst_reg), 8);
52662258278SAlexei Starovoitov 				break;
52762258278SAlexei Starovoitov 			case 32:
52862258278SAlexei Starovoitov 				/* emit 'bswap eax' to swap lower 4 bytes */
529e430f34eSAlexei Starovoitov 				if (is_ereg(dst_reg))
53062258278SAlexei Starovoitov 					EMIT2(0x41, 0x0F);
53162258278SAlexei Starovoitov 				else
53262258278SAlexei Starovoitov 					EMIT1(0x0F);
533e430f34eSAlexei Starovoitov 				EMIT1(add_1reg(0xC8, dst_reg));
53462258278SAlexei Starovoitov 				break;
53562258278SAlexei Starovoitov 			case 64:
53662258278SAlexei Starovoitov 				/* emit 'bswap rax' to swap 8 bytes */
537e430f34eSAlexei Starovoitov 				EMIT3(add_1mod(0x48, dst_reg), 0x0F,
538e430f34eSAlexei Starovoitov 				      add_1reg(0xC8, dst_reg));
53962258278SAlexei Starovoitov 				break;
54062258278SAlexei Starovoitov 			}
54162258278SAlexei Starovoitov 			break;
54262258278SAlexei Starovoitov 
54362258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ALU | BPF_END | BPF_FROM_LE:
54462258278SAlexei Starovoitov 			break;
54562258278SAlexei Starovoitov 
546e430f34eSAlexei Starovoitov 			/* ST: *(u8*)(dst_reg + off) = imm */
54762258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B:
548e430f34eSAlexei Starovoitov 			if (is_ereg(dst_reg))
54962258278SAlexei Starovoitov 				EMIT2(0x41, 0xC6);
55062258278SAlexei Starovoitov 			else
55162258278SAlexei Starovoitov 				EMIT1(0xC6);
55262258278SAlexei Starovoitov 			goto st;
55362258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H:
554e430f34eSAlexei Starovoitov 			if (is_ereg(dst_reg))
55562258278SAlexei Starovoitov 				EMIT3(0x66, 0x41, 0xC7);
55662258278SAlexei Starovoitov 			else
55762258278SAlexei Starovoitov 				EMIT2(0x66, 0xC7);
55862258278SAlexei Starovoitov 			goto st;
55962258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W:
560e430f34eSAlexei Starovoitov 			if (is_ereg(dst_reg))
56162258278SAlexei Starovoitov 				EMIT2(0x41, 0xC7);
56262258278SAlexei Starovoitov 			else
56362258278SAlexei Starovoitov 				EMIT1(0xC7);
56462258278SAlexei Starovoitov 			goto st;
56562258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW:
566e430f34eSAlexei Starovoitov 			EMIT2(add_1mod(0x48, dst_reg), 0xC7);
56762258278SAlexei Starovoitov 
56862258278SAlexei Starovoitov st:			if (is_imm8(insn->off))
569e430f34eSAlexei Starovoitov 				EMIT2(add_1reg(0x40, dst_reg), insn->off);
57062258278SAlexei Starovoitov 			else
571e430f34eSAlexei Starovoitov 				EMIT1_off32(add_1reg(0x80, dst_reg), insn->off);
57262258278SAlexei Starovoitov 
573e430f34eSAlexei Starovoitov 			EMIT(imm32, bpf_size_to_x86_bytes(BPF_SIZE(insn->code)));
57462258278SAlexei Starovoitov 			break;
57562258278SAlexei Starovoitov 
576e430f34eSAlexei Starovoitov 			/* STX: *(u8*)(dst_reg + off) = src_reg */
57762258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B:
57862258278SAlexei Starovoitov 			/* emit 'mov byte ptr [rax + off], al' */
579e430f34eSAlexei Starovoitov 			if (is_ereg(dst_reg) || is_ereg(src_reg) ||
58062258278SAlexei Starovoitov 			    /* have to add extra byte for x86 SIL, DIL regs */
581e430f34eSAlexei Starovoitov 			    src_reg == BPF_REG_1 || src_reg == BPF_REG_2)
582e430f34eSAlexei Starovoitov 				EMIT2(add_2mod(0x40, dst_reg, src_reg), 0x88);
58362258278SAlexei Starovoitov 			else
58462258278SAlexei Starovoitov 				EMIT1(0x88);
58562258278SAlexei Starovoitov 			goto stx;
58662258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H:
587e430f34eSAlexei Starovoitov 			if (is_ereg(dst_reg) || is_ereg(src_reg))
588e430f34eSAlexei Starovoitov 				EMIT3(0x66, add_2mod(0x40, dst_reg, src_reg), 0x89);
58962258278SAlexei Starovoitov 			else
59062258278SAlexei Starovoitov 				EMIT2(0x66, 0x89);
59162258278SAlexei Starovoitov 			goto stx;
59262258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W:
593e430f34eSAlexei Starovoitov 			if (is_ereg(dst_reg) || is_ereg(src_reg))
594e430f34eSAlexei Starovoitov 				EMIT2(add_2mod(0x40, dst_reg, src_reg), 0x89);
59562258278SAlexei Starovoitov 			else
59662258278SAlexei Starovoitov 				EMIT1(0x89);
59762258278SAlexei Starovoitov 			goto stx;
59862258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW:
599e430f34eSAlexei Starovoitov 			EMIT2(add_2mod(0x48, dst_reg, src_reg), 0x89);
60062258278SAlexei Starovoitov stx:			if (is_imm8(insn->off))
601e430f34eSAlexei Starovoitov 				EMIT2(add_2reg(0x40, dst_reg, src_reg), insn->off);
60262258278SAlexei Starovoitov 			else
603e430f34eSAlexei Starovoitov 				EMIT1_off32(add_2reg(0x80, dst_reg, src_reg),
60462258278SAlexei Starovoitov 					    insn->off);
60562258278SAlexei Starovoitov 			break;
60662258278SAlexei Starovoitov 
607e430f34eSAlexei Starovoitov 			/* LDX: dst_reg = *(u8*)(src_reg + off) */
60862258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B:
60962258278SAlexei Starovoitov 			/* emit 'movzx rax, byte ptr [rax + off]' */
610e430f34eSAlexei Starovoitov 			EMIT3(add_2mod(0x48, src_reg, dst_reg), 0x0F, 0xB6);
61162258278SAlexei Starovoitov 			goto ldx;
61262258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H:
61362258278SAlexei Starovoitov 			/* emit 'movzx rax, word ptr [rax + off]' */
614e430f34eSAlexei Starovoitov 			EMIT3(add_2mod(0x48, src_reg, dst_reg), 0x0F, 0xB7);
61562258278SAlexei Starovoitov 			goto ldx;
61662258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W:
61762258278SAlexei Starovoitov 			/* emit 'mov eax, dword ptr [rax+0x14]' */
618e430f34eSAlexei Starovoitov 			if (is_ereg(dst_reg) || is_ereg(src_reg))
619e430f34eSAlexei Starovoitov 				EMIT2(add_2mod(0x40, src_reg, dst_reg), 0x8B);
62062258278SAlexei Starovoitov 			else
62162258278SAlexei Starovoitov 				EMIT1(0x8B);
62262258278SAlexei Starovoitov 			goto ldx;
62362258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW:
62462258278SAlexei Starovoitov 			/* emit 'mov rax, qword ptr [rax+0x14]' */
625e430f34eSAlexei Starovoitov 			EMIT2(add_2mod(0x48, src_reg, dst_reg), 0x8B);
62662258278SAlexei Starovoitov ldx:			/* if insn->off == 0 we can save one extra byte, but
62762258278SAlexei Starovoitov 			 * special case of x86 r13 which always needs an offset
62862258278SAlexei Starovoitov 			 * is not worth the hassle
62962258278SAlexei Starovoitov 			 */
63062258278SAlexei Starovoitov 			if (is_imm8(insn->off))
631e430f34eSAlexei Starovoitov 				EMIT2(add_2reg(0x40, src_reg, dst_reg), insn->off);
63262258278SAlexei Starovoitov 			else
633e430f34eSAlexei Starovoitov 				EMIT1_off32(add_2reg(0x80, src_reg, dst_reg),
63462258278SAlexei Starovoitov 					    insn->off);
63562258278SAlexei Starovoitov 			break;
63662258278SAlexei Starovoitov 
637e430f34eSAlexei Starovoitov 			/* STX XADD: lock *(u32*)(dst_reg + off) += src_reg */
63862258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_STX | BPF_XADD | BPF_W:
63962258278SAlexei Starovoitov 			/* emit 'lock add dword ptr [rax + off], eax' */
640e430f34eSAlexei Starovoitov 			if (is_ereg(dst_reg) || is_ereg(src_reg))
641e430f34eSAlexei Starovoitov 				EMIT3(0xF0, add_2mod(0x40, dst_reg, src_reg), 0x01);
64262258278SAlexei Starovoitov 			else
64362258278SAlexei Starovoitov 				EMIT2(0xF0, 0x01);
64462258278SAlexei Starovoitov 			goto xadd;
64562258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_STX | BPF_XADD | BPF_DW:
646e430f34eSAlexei Starovoitov 			EMIT3(0xF0, add_2mod(0x48, dst_reg, src_reg), 0x01);
64762258278SAlexei Starovoitov xadd:			if (is_imm8(insn->off))
648e430f34eSAlexei Starovoitov 				EMIT2(add_2reg(0x40, dst_reg, src_reg), insn->off);
64962258278SAlexei Starovoitov 			else
650e430f34eSAlexei Starovoitov 				EMIT1_off32(add_2reg(0x80, dst_reg, src_reg),
65162258278SAlexei Starovoitov 					    insn->off);
65262258278SAlexei Starovoitov 			break;
65362258278SAlexei Starovoitov 
65462258278SAlexei Starovoitov 			/* call */
65562258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_JMP | BPF_CALL:
656e430f34eSAlexei Starovoitov 			func = (u8 *) __bpf_call_base + imm32;
65762258278SAlexei Starovoitov 			jmp_offset = func - (image + addrs[i]);
65862258278SAlexei Starovoitov 			if (ctx->seen_ld_abs) {
65962258278SAlexei Starovoitov 				EMIT2(0x41, 0x52); /* push %r10 */
66062258278SAlexei Starovoitov 				EMIT2(0x41, 0x51); /* push %r9 */
66162258278SAlexei Starovoitov 				/* need to adjust jmp offset, since
66262258278SAlexei Starovoitov 				 * pop %r9, pop %r10 take 4 bytes after call insn
66362258278SAlexei Starovoitov 				 */
66462258278SAlexei Starovoitov 				jmp_offset += 4;
66562258278SAlexei Starovoitov 			}
666e430f34eSAlexei Starovoitov 			if (!imm32 || !is_simm32(jmp_offset)) {
66762258278SAlexei Starovoitov 				pr_err("unsupported bpf func %d addr %p image %p\n",
668e430f34eSAlexei Starovoitov 				       imm32, func, image);
669f3c2af7bSAlexei Starovoitov 				return -EINVAL;
67062258278SAlexei Starovoitov 			}
67162258278SAlexei Starovoitov 			EMIT1_off32(0xE8, jmp_offset);
67262258278SAlexei Starovoitov 			if (ctx->seen_ld_abs) {
67362258278SAlexei Starovoitov 				EMIT2(0x41, 0x59); /* pop %r9 */
67462258278SAlexei Starovoitov 				EMIT2(0x41, 0x5A); /* pop %r10 */
67562258278SAlexei Starovoitov 			}
67662258278SAlexei Starovoitov 			break;
67762258278SAlexei Starovoitov 
67862258278SAlexei Starovoitov 			/* cond jump */
67962258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_X:
68062258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_JMP | BPF_JNE | BPF_X:
68162258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_X:
68262258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_X:
68362258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_JMP | BPF_JSGT | BPF_X:
68462258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_JMP | BPF_JSGE | BPF_X:
685e430f34eSAlexei Starovoitov 			/* cmp dst_reg, src_reg */
686e430f34eSAlexei Starovoitov 			EMIT3(add_2mod(0x48, dst_reg, src_reg), 0x39,
687e430f34eSAlexei Starovoitov 			      add_2reg(0xC0, dst_reg, src_reg));
68862258278SAlexei Starovoitov 			goto emit_cond_jmp;
68962258278SAlexei Starovoitov 
69062258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_X:
691e430f34eSAlexei Starovoitov 			/* test dst_reg, src_reg */
692e430f34eSAlexei Starovoitov 			EMIT3(add_2mod(0x48, dst_reg, src_reg), 0x85,
693e430f34eSAlexei Starovoitov 			      add_2reg(0xC0, dst_reg, src_reg));
69462258278SAlexei Starovoitov 			goto emit_cond_jmp;
69562258278SAlexei Starovoitov 
69662258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_K:
697e430f34eSAlexei Starovoitov 			/* test dst_reg, imm32 */
698e430f34eSAlexei Starovoitov 			EMIT1(add_1mod(0x48, dst_reg));
699e430f34eSAlexei Starovoitov 			EMIT2_off32(0xF7, add_1reg(0xC0, dst_reg), imm32);
70062258278SAlexei Starovoitov 			goto emit_cond_jmp;
70162258278SAlexei Starovoitov 
70262258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_K:
70362258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_JMP | BPF_JNE | BPF_K:
70462258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_K:
70562258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_K:
70662258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_JMP | BPF_JSGT | BPF_K:
70762258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_JMP | BPF_JSGE | BPF_K:
708e430f34eSAlexei Starovoitov 			/* cmp dst_reg, imm8/32 */
709e430f34eSAlexei Starovoitov 			EMIT1(add_1mod(0x48, dst_reg));
71062258278SAlexei Starovoitov 
711e430f34eSAlexei Starovoitov 			if (is_imm8(imm32))
712e430f34eSAlexei Starovoitov 				EMIT3(0x83, add_1reg(0xF8, dst_reg), imm32);
71362258278SAlexei Starovoitov 			else
714e430f34eSAlexei Starovoitov 				EMIT2_off32(0x81, add_1reg(0xF8, dst_reg), imm32);
71562258278SAlexei Starovoitov 
71662258278SAlexei Starovoitov emit_cond_jmp:		/* convert BPF opcode to x86 */
71762258278SAlexei Starovoitov 			switch (BPF_OP(insn->code)) {
71862258278SAlexei Starovoitov 			case BPF_JEQ:
71962258278SAlexei Starovoitov 				jmp_cond = X86_JE;
72062258278SAlexei Starovoitov 				break;
72162258278SAlexei Starovoitov 			case BPF_JSET:
72262258278SAlexei Starovoitov 			case BPF_JNE:
72362258278SAlexei Starovoitov 				jmp_cond = X86_JNE;
72462258278SAlexei Starovoitov 				break;
72562258278SAlexei Starovoitov 			case BPF_JGT:
72662258278SAlexei Starovoitov 				/* GT is unsigned '>', JA in x86 */
72762258278SAlexei Starovoitov 				jmp_cond = X86_JA;
72862258278SAlexei Starovoitov 				break;
72962258278SAlexei Starovoitov 			case BPF_JGE:
73062258278SAlexei Starovoitov 				/* GE is unsigned '>=', JAE in x86 */
73162258278SAlexei Starovoitov 				jmp_cond = X86_JAE;
73262258278SAlexei Starovoitov 				break;
73362258278SAlexei Starovoitov 			case BPF_JSGT:
73462258278SAlexei Starovoitov 				/* signed '>', GT in x86 */
73562258278SAlexei Starovoitov 				jmp_cond = X86_JG;
73662258278SAlexei Starovoitov 				break;
73762258278SAlexei Starovoitov 			case BPF_JSGE:
73862258278SAlexei Starovoitov 				/* signed '>=', GE in x86 */
73962258278SAlexei Starovoitov 				jmp_cond = X86_JGE;
74062258278SAlexei Starovoitov 				break;
74162258278SAlexei Starovoitov 			default: /* to silence gcc warning */
74262258278SAlexei Starovoitov 				return -EFAULT;
74362258278SAlexei Starovoitov 			}
74462258278SAlexei Starovoitov 			jmp_offset = addrs[i + insn->off] - addrs[i];
74562258278SAlexei Starovoitov 			if (is_imm8(jmp_offset)) {
74662258278SAlexei Starovoitov 				EMIT2(jmp_cond, jmp_offset);
74762258278SAlexei Starovoitov 			} else if (is_simm32(jmp_offset)) {
74862258278SAlexei Starovoitov 				EMIT2_off32(0x0F, jmp_cond + 0x10, jmp_offset);
7493b58908aSEric Dumazet 			} else {
75062258278SAlexei Starovoitov 				pr_err("cond_jmp gen bug %llx\n", jmp_offset);
75162258278SAlexei Starovoitov 				return -EFAULT;
7523b58908aSEric Dumazet 			}
75362258278SAlexei Starovoitov 
7543b58908aSEric Dumazet 			break;
75562258278SAlexei Starovoitov 
75662258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_JMP | BPF_JA:
75762258278SAlexei Starovoitov 			jmp_offset = addrs[i + insn->off] - addrs[i];
75862258278SAlexei Starovoitov 			if (!jmp_offset)
75962258278SAlexei Starovoitov 				/* optimize out nop jumps */
76062258278SAlexei Starovoitov 				break;
76162258278SAlexei Starovoitov emit_jmp:
76262258278SAlexei Starovoitov 			if (is_imm8(jmp_offset)) {
76362258278SAlexei Starovoitov 				EMIT2(0xEB, jmp_offset);
76462258278SAlexei Starovoitov 			} else if (is_simm32(jmp_offset)) {
76562258278SAlexei Starovoitov 				EMIT1_off32(0xE9, jmp_offset);
76662258278SAlexei Starovoitov 			} else {
76762258278SAlexei Starovoitov 				pr_err("jmp gen bug %llx\n", jmp_offset);
76862258278SAlexei Starovoitov 				return -EFAULT;
7693b58908aSEric Dumazet 			}
77062258278SAlexei Starovoitov 			break;
77162258278SAlexei Starovoitov 
77262258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_LD | BPF_IND | BPF_W:
77362258278SAlexei Starovoitov 			func = sk_load_word;
77462258278SAlexei Starovoitov 			goto common_load;
77562258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_LD | BPF_ABS | BPF_W:
776e430f34eSAlexei Starovoitov 			func = CHOOSE_LOAD_FUNC(imm32, sk_load_word);
77762258278SAlexei Starovoitov common_load:		ctx->seen_ld_abs = true;
77862258278SAlexei Starovoitov 			jmp_offset = func - (image + addrs[i]);
77962258278SAlexei Starovoitov 			if (!func || !is_simm32(jmp_offset)) {
78062258278SAlexei Starovoitov 				pr_err("unsupported bpf func %d addr %p image %p\n",
781e430f34eSAlexei Starovoitov 				       imm32, func, image);
78262258278SAlexei Starovoitov 				return -EINVAL;
78362258278SAlexei Starovoitov 			}
78462258278SAlexei Starovoitov 			if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS) {
78562258278SAlexei Starovoitov 				/* mov %esi, imm32 */
786e430f34eSAlexei Starovoitov 				EMIT1_off32(0xBE, imm32);
78762258278SAlexei Starovoitov 			} else {
788e430f34eSAlexei Starovoitov 				/* mov %rsi, src_reg */
789e430f34eSAlexei Starovoitov 				EMIT_mov(BPF_REG_2, src_reg);
790e430f34eSAlexei Starovoitov 				if (imm32) {
791e430f34eSAlexei Starovoitov 					if (is_imm8(imm32))
79262258278SAlexei Starovoitov 						/* add %esi, imm8 */
793e430f34eSAlexei Starovoitov 						EMIT3(0x83, 0xC6, imm32);
79462258278SAlexei Starovoitov 					else
79562258278SAlexei Starovoitov 						/* add %esi, imm32 */
796e430f34eSAlexei Starovoitov 						EMIT2_off32(0x81, 0xC6, imm32);
79762258278SAlexei Starovoitov 				}
79862258278SAlexei Starovoitov 			}
79962258278SAlexei Starovoitov 			/* skb pointer is in R6 (%rbx), it will be copied into
80062258278SAlexei Starovoitov 			 * %rdi if skb_copy_bits() call is necessary.
80162258278SAlexei Starovoitov 			 * sk_load_* helpers also use %r10 and %r9d.
80262258278SAlexei Starovoitov 			 * See bpf_jit.S
80362258278SAlexei Starovoitov 			 */
80462258278SAlexei Starovoitov 			EMIT1_off32(0xE8, jmp_offset); /* call */
8050a14842fSEric Dumazet 			break;
80662258278SAlexei Starovoitov 
80762258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_LD | BPF_IND | BPF_H:
80862258278SAlexei Starovoitov 			func = sk_load_half;
80962258278SAlexei Starovoitov 			goto common_load;
81062258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_LD | BPF_ABS | BPF_H:
811e430f34eSAlexei Starovoitov 			func = CHOOSE_LOAD_FUNC(imm32, sk_load_half);
8120a14842fSEric Dumazet 			goto common_load;
81362258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_LD | BPF_IND | BPF_B:
81462258278SAlexei Starovoitov 			func = sk_load_byte;
81562258278SAlexei Starovoitov 			goto common_load;
81662258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_LD | BPF_ABS | BPF_B:
817e430f34eSAlexei Starovoitov 			func = CHOOSE_LOAD_FUNC(imm32, sk_load_byte);
8180a14842fSEric Dumazet 			goto common_load;
8190a14842fSEric Dumazet 
82062258278SAlexei Starovoitov 		case BPF_JMP | BPF_EXIT:
82162258278SAlexei Starovoitov 			if (i != insn_cnt - 1) {
82262258278SAlexei Starovoitov 				jmp_offset = ctx->cleanup_addr - addrs[i];
82362258278SAlexei Starovoitov 				goto emit_jmp;
82462258278SAlexei Starovoitov 			}
82562258278SAlexei Starovoitov 			/* update cleanup_addr */
82662258278SAlexei Starovoitov 			ctx->cleanup_addr = proglen;
82762258278SAlexei Starovoitov 			/* mov rbx, qword ptr [rbp-X] */
82862258278SAlexei Starovoitov 			EMIT3_off32(0x48, 0x8B, 0x9D, -stacksize);
82962258278SAlexei Starovoitov 			/* mov r13, qword ptr [rbp-X] */
83062258278SAlexei Starovoitov 			EMIT3_off32(0x4C, 0x8B, 0xAD, -stacksize + 8);
83162258278SAlexei Starovoitov 			/* mov r14, qword ptr [rbp-X] */
83262258278SAlexei Starovoitov 			EMIT3_off32(0x4C, 0x8B, 0xB5, -stacksize + 16);
83362258278SAlexei Starovoitov 			/* mov r15, qword ptr [rbp-X] */
83462258278SAlexei Starovoitov 			EMIT3_off32(0x4C, 0x8B, 0xBD, -stacksize + 24);
8350a14842fSEric Dumazet 
83662258278SAlexei Starovoitov 			EMIT1(0xC9); /* leave */
83762258278SAlexei Starovoitov 			EMIT1(0xC3); /* ret */
8380a14842fSEric Dumazet 			break;
8390a14842fSEric Dumazet 
8400a14842fSEric Dumazet 		default:
84162258278SAlexei Starovoitov 			/* By design x64 JIT should support all BPF instructions
84262258278SAlexei Starovoitov 			 * This error will be seen if new instruction was added
84362258278SAlexei Starovoitov 			 * to interpreter, but not to JIT
84462258278SAlexei Starovoitov 			 * or if there is junk in sk_filter
84562258278SAlexei Starovoitov 			 */
84662258278SAlexei Starovoitov 			pr_err("bpf_jit: unknown opcode %02x\n", insn->code);
847f3c2af7bSAlexei Starovoitov 			return -EINVAL;
8480a14842fSEric Dumazet 		}
84962258278SAlexei Starovoitov 
8500a14842fSEric Dumazet 		ilen = prog - temp;
8510a14842fSEric Dumazet 		if (image) {
8520a14842fSEric Dumazet 			if (unlikely(proglen + ilen > oldproglen)) {
85362258278SAlexei Starovoitov 				pr_err("bpf_jit_compile fatal error\n");
854f3c2af7bSAlexei Starovoitov 				return -EFAULT;
8550a14842fSEric Dumazet 			}
8560a14842fSEric Dumazet 			memcpy(image + proglen, temp, ilen);
8570a14842fSEric Dumazet 		}
8580a14842fSEric Dumazet 		proglen += ilen;
8590a14842fSEric Dumazet 		addrs[i] = proglen;
8600a14842fSEric Dumazet 		prog = temp;
8610a14842fSEric Dumazet 	}
862f3c2af7bSAlexei Starovoitov 	return proglen;
863f3c2af7bSAlexei Starovoitov }
864f3c2af7bSAlexei Starovoitov 
865f3c2af7bSAlexei Starovoitov void bpf_jit_compile(struct sk_filter *prog)
866f3c2af7bSAlexei Starovoitov {
86762258278SAlexei Starovoitov }
86862258278SAlexei Starovoitov 
86962258278SAlexei Starovoitov void bpf_int_jit_compile(struct sk_filter *prog)
87062258278SAlexei Starovoitov {
871f3c2af7bSAlexei Starovoitov 	struct bpf_binary_header *header = NULL;
872f3c2af7bSAlexei Starovoitov 	int proglen, oldproglen = 0;
873f3c2af7bSAlexei Starovoitov 	struct jit_context ctx = {};
874f3c2af7bSAlexei Starovoitov 	u8 *image = NULL;
875f3c2af7bSAlexei Starovoitov 	int *addrs;
876f3c2af7bSAlexei Starovoitov 	int pass;
877f3c2af7bSAlexei Starovoitov 	int i;
878f3c2af7bSAlexei Starovoitov 
879f3c2af7bSAlexei Starovoitov 	if (!bpf_jit_enable)
880f3c2af7bSAlexei Starovoitov 		return;
881f3c2af7bSAlexei Starovoitov 
882f3c2af7bSAlexei Starovoitov 	if (!prog || !prog->len)
883f3c2af7bSAlexei Starovoitov 		return;
884f3c2af7bSAlexei Starovoitov 
885f3c2af7bSAlexei Starovoitov 	addrs = kmalloc(prog->len * sizeof(*addrs), GFP_KERNEL);
886f3c2af7bSAlexei Starovoitov 	if (!addrs)
887f3c2af7bSAlexei Starovoitov 		return;
888f3c2af7bSAlexei Starovoitov 
889f3c2af7bSAlexei Starovoitov 	/* Before first pass, make a rough estimation of addrs[]
890f3c2af7bSAlexei Starovoitov 	 * each bpf instruction is translated to less than 64 bytes
891f3c2af7bSAlexei Starovoitov 	 */
892f3c2af7bSAlexei Starovoitov 	for (proglen = 0, i = 0; i < prog->len; i++) {
893f3c2af7bSAlexei Starovoitov 		proglen += 64;
894f3c2af7bSAlexei Starovoitov 		addrs[i] = proglen;
895f3c2af7bSAlexei Starovoitov 	}
896f3c2af7bSAlexei Starovoitov 	ctx.cleanup_addr = proglen;
897f3c2af7bSAlexei Starovoitov 
898f3c2af7bSAlexei Starovoitov 	for (pass = 0; pass < 10; pass++) {
899f3c2af7bSAlexei Starovoitov 		proglen = do_jit(prog, addrs, image, oldproglen, &ctx);
900f3c2af7bSAlexei Starovoitov 		if (proglen <= 0) {
901f3c2af7bSAlexei Starovoitov 			image = NULL;
902f3c2af7bSAlexei Starovoitov 			if (header)
903f3c2af7bSAlexei Starovoitov 				module_free(NULL, header);
904f3c2af7bSAlexei Starovoitov 			goto out;
905f3c2af7bSAlexei Starovoitov 		}
9060a14842fSEric Dumazet 		if (image) {
907d00a9dd2SEric Dumazet 			if (proglen != oldproglen)
908f3c2af7bSAlexei Starovoitov 				pr_err("bpf_jit: proglen=%d != oldproglen=%d\n",
909f3c2af7bSAlexei Starovoitov 				       proglen, oldproglen);
9100a14842fSEric Dumazet 			break;
9110a14842fSEric Dumazet 		}
9120a14842fSEric Dumazet 		if (proglen == oldproglen) {
913314beb9bSEric Dumazet 			header = bpf_alloc_binary(proglen, &image);
914314beb9bSEric Dumazet 			if (!header)
9150a14842fSEric Dumazet 				goto out;
9160a14842fSEric Dumazet 		}
9170a14842fSEric Dumazet 		oldproglen = proglen;
9180a14842fSEric Dumazet 	}
91979617801SDaniel Borkmann 
9200a14842fSEric Dumazet 	if (bpf_jit_enable > 1)
921f3c2af7bSAlexei Starovoitov 		bpf_jit_dump(prog->len, proglen, 0, image);
9220a14842fSEric Dumazet 
9230a14842fSEric Dumazet 	if (image) {
924314beb9bSEric Dumazet 		bpf_flush_icache(header, image + proglen);
925314beb9bSEric Dumazet 		set_memory_ro((unsigned long)header, header->pages);
926f3c2af7bSAlexei Starovoitov 		prog->bpf_func = (void *)image;
927f3c2af7bSAlexei Starovoitov 		prog->jited = 1;
9280a14842fSEric Dumazet 	}
9290a14842fSEric Dumazet out:
9300a14842fSEric Dumazet 	kfree(addrs);
9310a14842fSEric Dumazet }
9320a14842fSEric Dumazet 
933d45ed4a4SAlexei Starovoitov static void bpf_jit_free_deferred(struct work_struct *work)
9340a14842fSEric Dumazet {
935d45ed4a4SAlexei Starovoitov 	struct sk_filter *fp = container_of(work, struct sk_filter, work);
936314beb9bSEric Dumazet 	unsigned long addr = (unsigned long)fp->bpf_func & PAGE_MASK;
937314beb9bSEric Dumazet 	struct bpf_binary_header *header = (void *)addr;
938314beb9bSEric Dumazet 
939314beb9bSEric Dumazet 	set_memory_rw(addr, header->pages);
940314beb9bSEric Dumazet 	module_free(NULL, header);
941d45ed4a4SAlexei Starovoitov 	kfree(fp);
942d45ed4a4SAlexei Starovoitov }
943d45ed4a4SAlexei Starovoitov 
944d45ed4a4SAlexei Starovoitov void bpf_jit_free(struct sk_filter *fp)
945d45ed4a4SAlexei Starovoitov {
946f8bbbfc3SDaniel Borkmann 	if (fp->jited) {
947d45ed4a4SAlexei Starovoitov 		INIT_WORK(&fp->work, bpf_jit_free_deferred);
948d45ed4a4SAlexei Starovoitov 		schedule_work(&fp->work);
94998bbc06aSAndrey Vagin 	} else {
95098bbc06aSAndrey Vagin 		kfree(fp);
951314beb9bSEric Dumazet 	}
9520a14842fSEric Dumazet }
953