arch/s390/net/bpf_jit_comp.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * BPF Jit compiler for s390.
   4  *
   5  * Minimum build requirements:
   6  *
   7  *  - HAVE_MARCH_Z196_FEATURES: laal, laalg
   8  *  - HAVE_MARCH_Z10_FEATURES: msfi, cgrj, clgrj
   9  *  - HAVE_MARCH_Z9_109_FEATURES: alfi, llilf, clfi, oilf, nilf
  10  *  - PACK_STACK
  11  *  - 64BIT
  12  *
  13  * Copyright IBM Corp. 2012,2015
  14  *
  15  * Author(s): Martin Schwidefsky <schwidefsky@de.ibm.com>
  16  *            Michael Holzheu <holzheu@linux.vnet.ibm.com>
  17  */
  18
  19 #define KMSG_COMPONENT "bpf_jit"
  20 #define pr_fmt(fmt) KMSG_COMPONENT ": " fmt
  21
  22 #include <linux/netdevice.h>
  23 #include <linux/filter.h>
  24 #include <linux/init.h>
  25 #include <linux/bpf.h>
  26 #include <asm/cacheflush.h>
  27 #include <asm/dis.h>
  28 #include <asm/facility.h>
  29 #include <asm/nospec-branch.h>
  30 #include <asm/set_memory.h>
  31 #include "bpf_jit.h"
  32
  33 struct bpf_jit {
  34         u32 seen;               /* Flags to remember seen eBPF instructions */
  35         u32 seen_reg[16];       /* Array to remember which registers are used */
  36         u32 *addrs;             /* Array with relative instruction addresses */
  37         u8 *prg_buf;            /* Start of program */
  38         int size;               /* Size of program and literal pool */
  39         int size_prg;           /* Size of program */
  40         int prg;                /* Current position in program */
  41         int lit_start;          /* Start of literal pool */
  42         int lit;                /* Current position in literal pool */
  43         int base_ip;            /* Base address for literal pool */
  44         int ret0_ip;            /* Address of return 0 */
  45         int exit_ip;            /* Address of exit */
  46         int r1_thunk_ip;        /* Address of expoline thunk for 'br %r1' */
  47         int r14_thunk_ip;       /* Address of expoline thunk for 'br %r14' */
  48         int tail_call_start;    /* Tail call start offset */
  49         int labels[1];          /* Labels for local jumps */
  50 };
  51
  52 #define BPF_SIZE_MAX    0xffff  /* Max size for program (16 bit branches) */
  53
  54 #define SEEN_SKB        1       /* skb access */
  55 #define SEEN_MEM        2       /* use mem[] for temporary storage */
  56 #define SEEN_RET0       4       /* ret0_ip points to a valid return 0 */
  57 #define SEEN_LITERAL    8       /* code uses literals */
  58 #define SEEN_FUNC       16      /* calls C functions */
  59 #define SEEN_TAIL_CALL  32      /* code uses tail calls */
  60 #define SEEN_REG_AX     64      /* code uses constant blinding */
  61 #define SEEN_STACK      (SEEN_FUNC | SEEN_MEM | SEEN_SKB)
  62
  63 /*
  64  * s390 registers
  65  */
  66 #define REG_W0          (MAX_BPF_JIT_REG + 0)   /* Work register 1 (even) */
  67 #define REG_W1          (MAX_BPF_JIT_REG + 1)   /* Work register 2 (odd) */
  68 #define REG_SKB_DATA    (MAX_BPF_JIT_REG + 2)   /* SKB data register */
  69 #define REG_L           (MAX_BPF_JIT_REG + 3)   /* Literal pool register */
  70 #define REG_15          (MAX_BPF_JIT_REG + 4)   /* Register 15 */
  71 #define REG_0           REG_W0                  /* Register 0 */
  72 #define REG_1           REG_W1                  /* Register 1 */
  73 #define REG_2           BPF_REG_1               /* Register 2 */
  74 #define REG_14          BPF_REG_0               /* Register 14 */
  75
  76 /*
  77  * Mapping of BPF registers to s390 registers
  78  */
  79 static const int reg2hex[] = {
  80         /* Return code */
  81         [BPF_REG_0]     = 14,
  82         /* Function parameters */
  83         [BPF_REG_1]     = 2,
  84         [BPF_REG_2]     = 3,
  85         [BPF_REG_3]     = 4,
  86         [BPF_REG_4]     = 5,
  87         [BPF_REG_5]     = 6,
  88         /* Call saved registers */
  89         [BPF_REG_6]     = 7,
  90         [BPF_REG_7]     = 8,
  91         [BPF_REG_8]     = 9,
  92         [BPF_REG_9]     = 10,
  93         /* BPF stack pointer */
  94         [BPF_REG_FP]    = 13,
  95         /* Register for blinding (shared with REG_SKB_DATA) */
  96         [BPF_REG_AX]    = 12,
  97         /* SKB data pointer */
  98         [REG_SKB_DATA]  = 12,
  99         /* Work registers for s390x backend */
 100         [REG_W0]        = 0,
 101         [REG_W1]        = 1,
 102         [REG_L]         = 11,
 103         [REG_15]        = 15,
 104 };
 105
 106 static inline u32 reg(u32 dst_reg, u32 src_reg)
 107 {
 108         return reg2hex[dst_reg] << 4 | reg2hex[src_reg];
 109 }
 110
 111 static inline u32 reg_high(u32 reg)
 112 {
 113         return reg2hex[reg] << 4;
 114 }
 115
 116 static inline void reg_set_seen(struct bpf_jit *jit, u32 b1)
 117 {
 118         u32 r1 = reg2hex[b1];
 119
 120         if (r1 >= 6 && r1 <= 15 && !jit->seen_reg[r1])
 121                 jit->seen_reg[r1] = 1;
 122 }
 123
 124 #define REG_SET_SEEN(b1)                                        \
 125 ({                                                              \
 126         reg_set_seen(jit, b1);                                  \
 127 })
 128
 129 #define REG_SEEN(b1) jit->seen_reg[reg2hex[(b1)]]
 130
 131 /*
 132  * EMIT macros for code generation
 133  */
 134
 135 #define _EMIT2(op)                                              \
 136 ({                                                              \
 137         if (jit->prg_buf)                                       \
 138                 *(u16 *) (jit->prg_buf + jit->prg) = op;        \
 139         jit->prg += 2;                                          \
 140 })
 141
 142 #define EMIT2(op, b1, b2)                                       \
 143 ({                                                              \
 144         _EMIT2(op | reg(b1, b2));                               \
 145         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
 146         REG_SET_SEEN(b2);                                       \
 147 })
 148
 149 #define _EMIT4(op)                                              \
 150 ({                                                              \
 151         if (jit->prg_buf)                                       \
 152                 *(u32 *) (jit->prg_buf + jit->prg) = op;        \
 153         jit->prg += 4;                                          \
 154 })
 155
 156 #define EMIT4(op, b1, b2)                                       \
 157 ({                                                              \
 158         _EMIT4(op | reg(b1, b2));                               \
 159         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
 160         REG_SET_SEEN(b2);                                       \
 161 })
 162
 163 #define EMIT4_RRF(op, b1, b2, b3)                               \
 164 ({                                                              \
 165         _EMIT4(op | reg_high(b3) << 8 | reg(b1, b2));           \
 166         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
 167         REG_SET_SEEN(b2);                                       \
 168         REG_SET_SEEN(b3);                                       \
 169 })
 170
 171 #define _EMIT4_DISP(op, disp)                                   \
 172 ({                                                              \
 173         unsigned int __disp = (disp) & 0xfff;                   \
 174         _EMIT4(op | __disp);                                    \
 175 })
 176
 177 #define EMIT4_DISP(op, b1, b2, disp)                            \
 178 ({                                                              \
 179         _EMIT4_DISP(op | reg_high(b1) << 16 |                   \
 180                     reg_high(b2) << 8, disp);                   \
 181         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
 182         REG_SET_SEEN(b2);                                       \
 183 })
 184
 185 #define EMIT4_IMM(op, b1, imm)                                  \
 186 ({                                                              \
 187         unsigned int __imm = (imm) & 0xffff;                    \
 188         _EMIT4(op | reg_high(b1) << 16 | __imm);                \
 189         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
 190 })
 191
 192 #define EMIT4_PCREL(op, pcrel)                                  \
 193 ({                                                              \
 194         long __pcrel = ((pcrel) >> 1) & 0xffff;                 \
 195         _EMIT4(op | __pcrel);                                   \
 196 })
 197
 198 #define _EMIT6(op1, op2)                                        \
 199 ({                                                              \
 200         if (jit->prg_buf) {                                     \
 201                 *(u32 *) (jit->prg_buf + jit->prg) = op1;       \
 202                 *(u16 *) (jit->prg_buf + jit->prg + 4) = op2;   \
 203         }                                                       \
 204         jit->prg += 6;                                          \
 205 })
 206
 207 #define _EMIT6_DISP(op1, op2, disp)                             \
 208 ({                                                              \
 209         unsigned int __disp = (disp) & 0xfff;                   \
 210         _EMIT6(op1 | __disp, op2);                              \
 211 })
 212
 213 #define _EMIT6_DISP_LH(op1, op2, disp)                          \
 214 ({                                                              \
 215         u32 _disp = (u32) disp;                                 \
 216         unsigned int __disp_h = _disp & 0xff000;                \
 217         unsigned int __disp_l = _disp & 0x00fff;                \
 218         _EMIT6(op1 | __disp_l, op2 | __disp_h >> 4);            \
 219 })
 220
 221 #define EMIT6_DISP_LH(op1, op2, b1, b2, b3, disp)               \
 222 ({                                                              \
 223         _EMIT6_DISP_LH(op1 | reg(b1, b2) << 16 |                \
 224                        reg_high(b3) << 8, op2, disp);           \
 225         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
 226         REG_SET_SEEN(b2);                                       \
 227         REG_SET_SEEN(b3);                                       \
 228 })
 229
 230 #define EMIT6_PCREL_LABEL(op1, op2, b1, b2, label, mask)        \
 231 ({                                                              \
 232         int rel = (jit->labels[label] - jit->prg) >> 1;         \
 233         _EMIT6(op1 | reg(b1, b2) << 16 | (rel & 0xffff),        \
 234                op2 | mask << 12);                               \
 235         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
 236         REG_SET_SEEN(b2);                                       \
 237 })
 238
 239 #define EMIT6_PCREL_IMM_LABEL(op1, op2, b1, imm, label, mask)   \
 240 ({                                                              \
 241         int rel = (jit->labels[label] - jit->prg) >> 1;         \
 242         _EMIT6(op1 | (reg_high(b1) | mask) << 16 |              \
 243                 (rel & 0xffff), op2 | (imm & 0xff) << 8);       \
 244         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
 245         BUILD_BUG_ON(((unsigned long) imm) > 0xff);             \
 246 })
 247
 248 #define EMIT6_PCREL(op1, op2, b1, b2, i, off, mask)             \
 249 ({                                                              \
 250         /* Branch instruction needs 6 bytes */                  \
 251         int rel = (addrs[i + off + 1] - (addrs[i + 1] - 6)) / 2;\
 252         _EMIT6(op1 | reg(b1, b2) << 16 | (rel & 0xffff), op2 | mask);   \
 253         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
 254         REG_SET_SEEN(b2);                                       \
 255 })
 256
 257 #define EMIT6_PCREL_RILB(op, b, target)                         \
 258 ({                                                              \
 259         int rel = (target - jit->prg) / 2;                      \
 260         _EMIT6(op | reg_high(b) << 16 | rel >> 16, rel & 0xffff);       \
 261         REG_SET_SEEN(b);                                        \
 262 })
 263
 264 #define EMIT6_PCREL_RIL(op, target)                             \
 265 ({                                                              \
 266         int rel = (target - jit->prg) / 2;                      \
 267         _EMIT6(op | rel >> 16, rel & 0xffff);                   \
 268 })
 269
 270 #define _EMIT6_IMM(op, imm)                                     \
 271 ({                                                              \
 272         unsigned int __imm = (imm);                             \
 273         _EMIT6(op | (__imm >> 16), __imm & 0xffff);             \
 274 })
 275
 276 #define EMIT6_IMM(op, b1, imm)                                  \
 277 ({                                                              \
 278         _EMIT6_IMM(op | reg_high(b1) << 16, imm);               \
 279         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
 280 })
 281
 282 #define EMIT_CONST_U32(val)                                     \
 283 ({                                                              \
 284         unsigned int ret;                                       \
 285         ret = jit->lit - jit->base_ip;                          \
 286         jit->seen |= SEEN_LITERAL;                              \
 287         if (jit->prg_buf)                                       \
 288                 *(u32 *) (jit->prg_buf + jit->lit) = (u32) val; \
 289         jit->lit += 4;                                          \
 290         ret;                                                    \
 291 })
 292
 293 #define EMIT_CONST_U64(val)                                     \
 294 ({                                                              \
 295         unsigned int ret;                                       \
 296         ret = jit->lit - jit->base_ip;                          \
 297         jit->seen |= SEEN_LITERAL;                              \
 298         if (jit->prg_buf)                                       \
 299                 *(u64 *) (jit->prg_buf + jit->lit) = (u64) val; \
 300         jit->lit += 8;                                          \
 301         ret;                                                    \
 302 })
 303
 304 #define EMIT_ZERO(b1)                                           \
 305 ({                                                              \
 306         /* llgfr %dst,%dst (zero extend to 64 bit) */           \
 307         EMIT4(0xb9160000, b1, b1);                              \
 308         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
 309 })
 310
 311 /*
 312  * Fill whole space with illegal instructions
 313  */
 314 static void jit_fill_hole(void *area, unsigned int size)
 315 {
 316         memset(area, 0, size);
 317 }
 318
 319 /*
 320  * Save registers from "rs" (register start) to "re" (register end) on stack
 321  */
 322 static void save_regs(struct bpf_jit *jit, u32 rs, u32 re)
 323 {
 324         u32 off = STK_OFF_R6 + (rs - 6) * 8;
 325
 326         if (rs == re)
 327                 /* stg %rs,off(%r15) */
 328                 _EMIT6(0xe300f000 | rs << 20 | off, 0x0024);
 329         else
 330                 /* stmg %rs,%re,off(%r15) */
 331                 _EMIT6_DISP(0xeb00f000 | rs << 20 | re << 16, 0x0024, off);
 332 }
 333
 334 /*
 335  * Restore registers from "rs" (register start) to "re" (register end) on stack
 336  */
 337 static void restore_regs(struct bpf_jit *jit, u32 rs, u32 re)
 338 {
 339         u32 off = STK_OFF_R6 + (rs - 6) * 8;
 340
 341         if (jit->seen & SEEN_STACK)
 342                 off += STK_OFF;
 343
 344         if (rs == re)
 345                 /* lg %rs,off(%r15) */
 346                 _EMIT6(0xe300f000 | rs << 20 | off, 0x0004);
 347         else
 348                 /* lmg %rs,%re,off(%r15) */
 349                 _EMIT6_DISP(0xeb00f000 | rs << 20 | re << 16, 0x0004, off);
 350 }
 351
 352 /*
 353  * Return first seen register (from start)
 354  */
 355 static int get_start(struct bpf_jit *jit, int start)
 356 {
 357         int i;
 358
 359         for (i = start; i <= 15; i++) {
 360                 if (jit->seen_reg[i])
 361                         return i;
 362         }
 363         return 0;
 364 }
 365
 366 /*
 367  * Return last seen register (from start) (gap >= 2)
 368  */
 369 static int get_end(struct bpf_jit *jit, int start)
 370 {
 371         int i;
 372
 373         for (i = start; i < 15; i++) {
 374                 if (!jit->seen_reg[i] && !jit->seen_reg[i + 1])
 375                         return i - 1;
 376         }
 377         return jit->seen_reg[15] ? 15 : 14;
 378 }
 379
 380 #define REGS_SAVE       1
 381 #define REGS_RESTORE    0
 382 /*
 383  * Save and restore clobbered registers (6-15) on stack.
 384  * We save/restore registers in chunks with gap >= 2 registers.
 385  */
 386 static void save_restore_regs(struct bpf_jit *jit, int op)
 387 {
 388
 389         int re = 6, rs;
 390
 391         do {
 392                 rs = get_start(jit, re);
 393                 if (!rs)
 394                         break;
 395                 re = get_end(jit, rs + 1);
 396                 if (op == REGS_SAVE)
 397                         save_regs(jit, rs, re);
 398                 else
 399                         restore_regs(jit, rs, re);
 400                 re++;
 401         } while (re <= 15);
 402 }
 403
 404 /*
 405  * For SKB access %b1 contains the SKB pointer. For "bpf_jit.S"
 406  * we store the SKB header length on the stack and the SKB data
 407  * pointer in REG_SKB_DATA if BPF_REG_AX is not used.
 408  */
 409 static void emit_load_skb_data_hlen(struct bpf_jit *jit)
 410 {
 411         /* Header length: llgf %w1,<len>(%b1) */
 412         EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0016, REG_W1, REG_0, BPF_REG_1,
 413                       offsetof(struct sk_buff, len));
 414         /* s %w1,<data_len>(%b1) */
 415         EMIT4_DISP(0x5b000000, REG_W1, BPF_REG_1,
 416                    offsetof(struct sk_buff, data_len));
 417         /* stg %w1,ST_OFF_HLEN(%r0,%r15) */
 418         EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0024, REG_W1, REG_0, REG_15, STK_OFF_HLEN);
 419         if (!(jit->seen & SEEN_REG_AX))
 420                 /* lg %skb_data,data_off(%b1) */
 421                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0004, REG_SKB_DATA, REG_0,
 422                               BPF_REG_1, offsetof(struct sk_buff, data));
 423 }
 424
 425 /*
 426  * Emit function prologue
 427  *
 428  * Save registers and create stack frame if necessary.
 429  * See stack frame layout desription in "bpf_jit.h"!
 430  */
 431 static void bpf_jit_prologue(struct bpf_jit *jit)
 432 {
 433         if (jit->seen & SEEN_TAIL_CALL) {
 434                 /* xc STK_OFF_TCCNT(4,%r15),STK_OFF_TCCNT(%r15) */
 435                 _EMIT6(0xd703f000 | STK_OFF_TCCNT, 0xf000 | STK_OFF_TCCNT);
 436         } else {
 437                 /* j tail_call_start: NOP if no tail calls are used */
 438                 EMIT4_PCREL(0xa7f40000, 6);
 439                 _EMIT2(0);
 440         }
 441         /* Tail calls have to skip above initialization */
 442         jit->tail_call_start = jit->prg;
 443         /* Save registers */
 444         save_restore_regs(jit, REGS_SAVE);
 445         /* Setup literal pool */
 446         if (jit->seen & SEEN_LITERAL) {
 447                 /* basr %r13,0 */
 448                 EMIT2(0x0d00, REG_L, REG_0);
 449                 jit->base_ip = jit->prg;
 450         }
 451         /* Setup stack and backchain */
 452         if (jit->seen & SEEN_STACK) {
 453                 if (jit->seen & SEEN_FUNC)
 454                         /* lgr %w1,%r15 (backchain) */
 455                         EMIT4(0xb9040000, REG_W1, REG_15);
 456                 /* la %bfp,STK_160_UNUSED(%r15) (BPF frame pointer) */
 457                 EMIT4_DISP(0x41000000, BPF_REG_FP, REG_15, STK_160_UNUSED);
 458                 /* aghi %r15,-STK_OFF */
 459                 EMIT4_IMM(0xa70b0000, REG_15, -STK_OFF);
 460                 if (jit->seen & SEEN_FUNC)
 461                         /* stg %w1,152(%r15) (backchain) */
 462                         EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0024, REG_W1, REG_0,
 463                                       REG_15, 152);
 464         }
 465         if (jit->seen & SEEN_SKB) {
 466                 emit_load_skb_data_hlen(jit);
 467                 /* stg %b1,ST_OFF_SKBP(%r0,%r15) */
 468                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0024, BPF_REG_1, REG_0, REG_15,
 469                               STK_OFF_SKBP);
 470         }
 471 }
 472
 473 /*
 474  * Function epilogue
 475  */
 476 static void bpf_jit_epilogue(struct bpf_jit *jit)
 477 {
 478         /* Return 0 */
 479         if (jit->seen & SEEN_RET0) {
 480                 jit->ret0_ip = jit->prg;
 481                 /* lghi %b0,0 */
 482                 EMIT4_IMM(0xa7090000, BPF_REG_0, 0);
 483         }
 484         jit->exit_ip = jit->prg;
 485         /* Load exit code: lgr %r2,%b0 */
 486         EMIT4(0xb9040000, REG_2, BPF_REG_0);
 487         /* Restore registers */
 488         save_restore_regs(jit, REGS_RESTORE);
 489         if (IS_ENABLED(CC_USING_EXPOLINE) && !nospec_disable) {
 490                 jit->r14_thunk_ip = jit->prg;
 491                 /* Generate __s390_indirect_jump_r14 thunk */
 492                 if (test_facility(35)) {
 493                         /* exrl %r0,.+10 */
 494                         EMIT6_PCREL_RIL(0xc6000000, jit->prg + 10);
 495                 } else {
 496                         /* larl %r1,.+14 */
 497                         EMIT6_PCREL_RILB(0xc0000000, REG_1, jit->prg + 14);
 498                         /* ex 0,0(%r1) */
 499                         EMIT4_DISP(0x44000000, REG_0, REG_1, 0);
 500                 }
 501                 /* j . */
 502                 EMIT4_PCREL(0xa7f40000, 0);
 503         }
 504         /* br %r14 */
 505         _EMIT2(0x07fe);
 506
 507         if (IS_ENABLED(CC_USING_EXPOLINE) && !nospec_disable &&
 508             (jit->seen & SEEN_FUNC)) {
 509                 jit->r1_thunk_ip = jit->prg;
 510                 /* Generate __s390_indirect_jump_r1 thunk */
 511                 if (test_facility(35)) {
 512                         /* exrl %r0,.+10 */
 513                         EMIT6_PCREL_RIL(0xc6000000, jit->prg + 10);
 514                         /* j . */
 515                         EMIT4_PCREL(0xa7f40000, 0);
 516                         /* br %r1 */
 517                         _EMIT2(0x07f1);
 518                 } else {
 519                         /* ex 0,S390_lowcore.br_r1_tampoline */
 520                         EMIT4_DISP(0x44000000, REG_0, REG_0,
 521                                    offsetof(struct lowcore, br_r1_trampoline));
 522                         /* j . */
 523                         EMIT4_PCREL(0xa7f40000, 0);
 524                 }
 525         }
 526 }
 527
 528 /*
 529  * Compile one eBPF instruction into s390x code
 530  *
 531  * NOTE: Use noinline because for gcov (-fprofile-arcs) gcc allocates a lot of
 532  * stack space for the large switch statement.
 533  */
 534 static noinline int bpf_jit_insn(struct bpf_jit *jit, struct bpf_prog *fp, int i)
 535 {
 536         struct bpf_insn *insn = &fp->insnsi[i];
 537         int jmp_off, last, insn_count = 1;
 538         unsigned int func_addr, mask;
 539         u32 dst_reg = insn->dst_reg;
 540         u32 src_reg = insn->src_reg;
 541         u32 *addrs = jit->addrs;
 542         s32 imm = insn->imm;
 543         s16 off = insn->off;
 544
 545         if (dst_reg == BPF_REG_AX || src_reg == BPF_REG_AX)
 546                 jit->seen |= SEEN_REG_AX;
 547         switch (insn->code) {
 548         /*
 549          * BPF_MOV
 550          */
 551         case BPF_ALU | BPF_MOV | BPF_X: /* dst = (u32) src */
 552                 /* llgfr %dst,%src */
 553                 EMIT4(0xb9160000, dst_reg, src_reg);
 554                 break;
 555         case BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_X: /* dst = src */
 556                 /* lgr %dst,%src */
 557                 EMIT4(0xb9040000, dst_reg, src_reg);
 558                 break;
 559         case BPF_ALU | BPF_MOV | BPF_K: /* dst = (u32) imm */
 560                 /* llilf %dst,imm */
 561                 EMIT6_IMM(0xc00f0000, dst_reg, imm);
 562                 break;
 563         case BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_K: /* dst = imm */
 564                 /* lgfi %dst,imm */
 565                 EMIT6_IMM(0xc0010000, dst_reg, imm);
 566                 break;
 567         /*
 568          * BPF_LD 64
 569          */
 570         case BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW: /* dst = (u64) imm */
 571         {
 572                 /* 16 byte instruction that uses two 'struct bpf_insn' */
 573                 u64 imm64;
 574
 575                 imm64 = (u64)(u32) insn[0].imm | ((u64)(u32) insn[1].imm) << 32;
 576                 /* lg %dst,<d(imm)>(%l) */
 577                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0004, dst_reg, REG_0, REG_L,
 578                               EMIT_CONST_U64(imm64));
 579                 insn_count = 2;
 580                 break;
 581         }
 582         /*
 583          * BPF_ADD
 584          */
 585         case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_X: /* dst = (u32) dst + (u32) src */
 586                 /* ar %dst,%src */
 587                 EMIT2(0x1a00, dst_reg, src_reg);
 588                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 589                 break;
 590         case BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X: /* dst = dst + src */
 591                 /* agr %dst,%src */
 592                 EMIT4(0xb9080000, dst_reg, src_reg);
 593                 break;
 594         case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_K: /* dst = (u32) dst + (u32) imm */
 595                 if (imm != 0) {
 596                         /* alfi %dst,imm */
 597                         EMIT6_IMM(0xc20b0000, dst_reg, imm);
 598                 }
 599                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 600                 break;
 601         case BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_K: /* dst = dst + imm */
 602                 if (!imm)
 603                         break;
 604                 /* agfi %dst,imm */
 605                 EMIT6_IMM(0xc2080000, dst_reg, imm);
 606                 break;
 607         /*
 608          * BPF_SUB
 609          */
 610         case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_X: /* dst = (u32) dst - (u32) src */
 611                 /* sr %dst,%src */
 612                 EMIT2(0x1b00, dst_reg, src_reg);
 613                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 614                 break;
 615         case BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X: /* dst = dst - src */
 616                 /* sgr %dst,%src */
 617                 EMIT4(0xb9090000, dst_reg, src_reg);
 618                 break;
 619         case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_K: /* dst = (u32) dst - (u32) imm */
 620                 if (imm != 0) {
 621                         /* alfi %dst,-imm */
 622                         EMIT6_IMM(0xc20b0000, dst_reg, -imm);
 623                 }
 624                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 625                 break;
 626         case BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_K: /* dst = dst - imm */
 627                 if (!imm)
 628                         break;
 629                 if (imm == -0x80000000) {
 630                         /* algfi %dst,0x80000000 */
 631                         EMIT6_IMM(0xc20a0000, dst_reg, 0x80000000);
 632                 } else {
 633                         /* agfi %dst,-imm */
 634                         EMIT6_IMM(0xc2080000, dst_reg, -imm);
 635                 }
 636                 break;
 637         /*
 638          * BPF_MUL
 639          */
 640         case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_X: /* dst = (u32) dst * (u32) src */
 641                 /* msr %dst,%src */
 642                 EMIT4(0xb2520000, dst_reg, src_reg);
 643                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 644                 break;
 645         case BPF_ALU64 | BPF_MUL | BPF_X: /* dst = dst * src */
 646                 /* msgr %dst,%src */
 647                 EMIT4(0xb90c0000, dst_reg, src_reg);
 648                 break;
 649         case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_K: /* dst = (u32) dst * (u32) imm */
 650                 if (imm != 1) {
 651                         /* msfi %r5,imm */
 652                         EMIT6_IMM(0xc2010000, dst_reg, imm);
 653                 }
 654                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 655                 break;
 656         case BPF_ALU64 | BPF_MUL | BPF_K: /* dst = dst * imm */
 657                 if (imm == 1)
 658                         break;
 659                 /* msgfi %dst,imm */
 660                 EMIT6_IMM(0xc2000000, dst_reg, imm);
 661                 break;
 662         /*
 663          * BPF_DIV / BPF_MOD
 664          */
 665         case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X: /* dst = (u32) dst / (u32) src */
 666         case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X: /* dst = (u32) dst % (u32) src */
 667         {
 668                 int rc_reg = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV ? REG_W1 : REG_W0;
 669
 670                 jit->seen |= SEEN_RET0;
 671                 /* ltr %src,%src (if src == 0 goto fail) */
 672                 EMIT2(0x1200, src_reg, src_reg);
 673                 /* jz <ret0> */
 674                 EMIT4_PCREL(0xa7840000, jit->ret0_ip - jit->prg);
 675                 /* lhi %w0,0 */
 676                 EMIT4_IMM(0xa7080000, REG_W0, 0);
 677                 /* lr %w1,%dst */
 678                 EMIT2(0x1800, REG_W1, dst_reg);
 679                 /* dlr %w0,%src */
 680                 EMIT4(0xb9970000, REG_W0, src_reg);
 681                 /* llgfr %dst,%rc */
 682                 EMIT4(0xb9160000, dst_reg, rc_reg);
 683                 break;
 684         }
 685         case BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X: /* dst = dst / src */
 686         case BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X: /* dst = dst % src */
 687         {
 688                 int rc_reg = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV ? REG_W1 : REG_W0;
 689
 690                 jit->seen |= SEEN_RET0;
 691                 /* ltgr %src,%src (if src == 0 goto fail) */
 692                 EMIT4(0xb9020000, src_reg, src_reg);
 693                 /* jz <ret0> */
 694                 EMIT4_PCREL(0xa7840000, jit->ret0_ip - jit->prg);
 695                 /* lghi %w0,0 */
 696                 EMIT4_IMM(0xa7090000, REG_W0, 0);
 697                 /* lgr %w1,%dst */
 698                 EMIT4(0xb9040000, REG_W1, dst_reg);
 699                 /* dlgr %w0,%dst */
 700                 EMIT4(0xb9870000, REG_W0, src_reg);
 701                 /* lgr %dst,%rc */
 702                 EMIT4(0xb9040000, dst_reg, rc_reg);
 703                 break;
 704         }
 705         case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_K: /* dst = (u32) dst / (u32) imm */
 706         case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_K: /* dst = (u32) dst % (u32) imm */
 707         {
 708                 int rc_reg = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV ? REG_W1 : REG_W0;
 709
 710                 if (imm == 1) {
 711                         if (BPF_OP(insn->code) == BPF_MOD)
 712                                 /* lhgi %dst,0 */
 713                                 EMIT4_IMM(0xa7090000, dst_reg, 0);
 714                         else
 715                                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 716                         break;
 717                 }
 718                 /* lhi %w0,0 */
 719                 EMIT4_IMM(0xa7080000, REG_W0, 0);
 720                 /* lr %w1,%dst */
 721                 EMIT2(0x1800, REG_W1, dst_reg);
 722                 /* dl %w0,<d(imm)>(%l) */
 723                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0097, REG_W0, REG_0, REG_L,
 724                               EMIT_CONST_U32(imm));
 725                 /* llgfr %dst,%rc */
 726                 EMIT4(0xb9160000, dst_reg, rc_reg);
 727                 break;
 728         }
 729         case BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_K: /* dst = dst / imm */
 730         case BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_K: /* dst = dst % imm */
 731         {
 732                 int rc_reg = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV ? REG_W1 : REG_W0;
 733
 734                 if (imm == 1) {
 735                         if (BPF_OP(insn->code) == BPF_MOD)
 736                                 /* lhgi %dst,0 */
 737                                 EMIT4_IMM(0xa7090000, dst_reg, 0);
 738                         break;
 739                 }
 740                 /* lghi %w0,0 */
 741                 EMIT4_IMM(0xa7090000, REG_W0, 0);
 742                 /* lgr %w1,%dst */
 743                 EMIT4(0xb9040000, REG_W1, dst_reg);
 744                 /* dlg %w0,<d(imm)>(%l) */
 745                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0087, REG_W0, REG_0, REG_L,
 746                               EMIT_CONST_U64(imm));
 747                 /* lgr %dst,%rc */
 748                 EMIT4(0xb9040000, dst_reg, rc_reg);
 749                 break;
 750         }
 751         /*
 752          * BPF_AND
 753          */
 754         case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_X: /* dst = (u32) dst & (u32) src */
 755                 /* nr %dst,%src */
 756                 EMIT2(0x1400, dst_reg, src_reg);
 757                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 758                 break;
 759         case BPF_ALU64 | BPF_AND | BPF_X: /* dst = dst & src */
 760                 /* ngr %dst,%src */
 761                 EMIT4(0xb9800000, dst_reg, src_reg);
 762                 break;
 763         case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_K: /* dst = (u32) dst & (u32) imm */
 764                 /* nilf %dst,imm */
 765                 EMIT6_IMM(0xc00b0000, dst_reg, imm);
 766                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 767                 break;
 768         case BPF_ALU64 | BPF_AND | BPF_K: /* dst = dst & imm */
 769                 /* ng %dst,<d(imm)>(%l) */
 770                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0080, dst_reg, REG_0, REG_L,
 771                               EMIT_CONST_U64(imm));
 772                 break;
 773         /*
 774          * BPF_OR
 775          */
 776         case BPF_ALU | BPF_OR | BPF_X: /* dst = (u32) dst | (u32) src */
 777                 /* or %dst,%src */
 778                 EMIT2(0x1600, dst_reg, src_reg);
 779                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 780                 break;
 781         case BPF_ALU64 | BPF_OR | BPF_X: /* dst = dst | src */
 782                 /* ogr %dst,%src */
 783                 EMIT4(0xb9810000, dst_reg, src_reg);
 784                 break;
 785         case BPF_ALU | BPF_OR | BPF_K: /* dst = (u32) dst | (u32) imm */
 786                 /* oilf %dst,imm */
 787                 EMIT6_IMM(0xc00d0000, dst_reg, imm);
 788                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 789                 break;
 790         case BPF_ALU64 | BPF_OR | BPF_K: /* dst = dst | imm */
 791                 /* og %dst,<d(imm)>(%l) */
 792                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0081, dst_reg, REG_0, REG_L,
 793                               EMIT_CONST_U64(imm));
 794                 break;
 795         /*
 796          * BPF_XOR
 797          */
 798         case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_X: /* dst = (u32) dst ^ (u32) src */
 799                 /* xr %dst,%src */
 800                 EMIT2(0x1700, dst_reg, src_reg);
 801                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 802                 break;
 803         case BPF_ALU64 | BPF_XOR | BPF_X: /* dst = dst ^ src */
 804                 /* xgr %dst,%src */
 805                 EMIT4(0xb9820000, dst_reg, src_reg);
 806                 break;
 807         case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_K: /* dst = (u32) dst ^ (u32) imm */
 808                 if (imm != 0) {
 809                         /* xilf %dst,imm */
 810                         EMIT6_IMM(0xc0070000, dst_reg, imm);
 811                 }
 812                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 813                 break;
 814         case BPF_ALU64 | BPF_XOR | BPF_K: /* dst = dst ^ imm */
 815                 /* xg %dst,<d(imm)>(%l) */
 816                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0082, dst_reg, REG_0, REG_L,
 817                               EMIT_CONST_U64(imm));
 818                 break;
 819         /*
 820          * BPF_LSH
 821          */
 822         case BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_X: /* dst = (u32) dst << (u32) src */
 823                 /* sll %dst,0(%src) */
 824                 EMIT4_DISP(0x89000000, dst_reg, src_reg, 0);
 825                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 826                 break;
 827         case BPF_ALU64 | BPF_LSH | BPF_X: /* dst = dst << src */
 828                 /* sllg %dst,%dst,0(%src) */
 829                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x000d, dst_reg, dst_reg, src_reg, 0);
 830                 break;
 831         case BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_K: /* dst = (u32) dst << (u32) imm */
 832                 if (imm != 0) {
 833                         /* sll %dst,imm(%r0) */
 834                         EMIT4_DISP(0x89000000, dst_reg, REG_0, imm);
 835                 }
 836                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 837                 break;
 838         case BPF_ALU64 | BPF_LSH | BPF_K: /* dst = dst << imm */
 839                 if (imm == 0)
 840                         break;
 841                 /* sllg %dst,%dst,imm(%r0) */
 842                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x000d, dst_reg, dst_reg, REG_0, imm);
 843                 break;
 844         /*
 845          * BPF_RSH
 846          */
 847         case BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_X: /* dst = (u32) dst >> (u32) src */
 848                 /* srl %dst,0(%src) */
 849                 EMIT4_DISP(0x88000000, dst_reg, src_reg, 0);
 850                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 851                 break;
 852         case BPF_ALU64 | BPF_RSH | BPF_X: /* dst = dst >> src */
 853                 /* srlg %dst,%dst,0(%src) */
 854                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x000c, dst_reg, dst_reg, src_reg, 0);
 855                 break;
 856         case BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_K: /* dst = (u32) dst >> (u32) imm */
 857                 if (imm != 0) {
 858                         /* srl %dst,imm(%r0) */
 859                         EMIT4_DISP(0x88000000, dst_reg, REG_0, imm);
 860                 }
 861                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 862                 break;
 863         case BPF_ALU64 | BPF_RSH | BPF_K: /* dst = dst >> imm */
 864                 if (imm == 0)
 865                         break;
 866                 /* srlg %dst,%dst,imm(%r0) */
 867                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x000c, dst_reg, dst_reg, REG_0, imm);
 868                 break;
 869         /*
 870          * BPF_ARSH
 871          */
 872         case BPF_ALU64 | BPF_ARSH | BPF_X: /* ((s64) dst) >>= src */
 873                 /* srag %dst,%dst,0(%src) */
 874                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x000a, dst_reg, dst_reg, src_reg, 0);
 875                 break;
 876         case BPF_ALU64 | BPF_ARSH | BPF_K: /* ((s64) dst) >>= imm */
 877                 if (imm == 0)
 878                         break;
 879                 /* srag %dst,%dst,imm(%r0) */
 880                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x000a, dst_reg, dst_reg, REG_0, imm);
 881                 break;
 882         /*
 883          * BPF_NEG
 884          */
 885         case BPF_ALU | BPF_NEG: /* dst = (u32) -dst */
 886                 /* lcr %dst,%dst */
 887                 EMIT2(0x1300, dst_reg, dst_reg);
 888                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 889                 break;
 890         case BPF_ALU64 | BPF_NEG: /* dst = -dst */
 891                 /* lcgr %dst,%dst */
 892                 EMIT4(0xb9030000, dst_reg, dst_reg);
 893                 break;
 894         /*
 895          * BPF_FROM_BE/LE
 896          */
 897         case BPF_ALU | BPF_END | BPF_FROM_BE:
 898                 /* s390 is big endian, therefore only clear high order bytes */
 899                 switch (imm) {
 900                 case 16: /* dst = (u16) cpu_to_be16(dst) */
 901                         /* llghr %dst,%dst */
 902                         EMIT4(0xb9850000, dst_reg, dst_reg);
 903                         break;
 904                 case 32: /* dst = (u32) cpu_to_be32(dst) */
 905                         /* llgfr %dst,%dst */
 906                         EMIT4(0xb9160000, dst_reg, dst_reg);
 907                         break;
 908                 case 64: /* dst = (u64) cpu_to_be64(dst) */
 909                         break;
 910                 }
 911                 break;
 912         case BPF_ALU | BPF_END | BPF_FROM_LE:
 913                 switch (imm) {
 914                 case 16: /* dst = (u16) cpu_to_le16(dst) */
 915                         /* lrvr %dst,%dst */
 916                         EMIT4(0xb91f0000, dst_reg, dst_reg);
 917                         /* srl %dst,16(%r0) */
 918                         EMIT4_DISP(0x88000000, dst_reg, REG_0, 16);
 919                         /* llghr %dst,%dst */
 920                         EMIT4(0xb9850000, dst_reg, dst_reg);
 921                         break;
 922                 case 32: /* dst = (u32) cpu_to_le32(dst) */
 923                         /* lrvr %dst,%dst */
 924                         EMIT4(0xb91f0000, dst_reg, dst_reg);
 925                         /* llgfr %dst,%dst */
 926                         EMIT4(0xb9160000, dst_reg, dst_reg);
 927                         break;
 928                 case 64: /* dst = (u64) cpu_to_le64(dst) */
 929                         /* lrvgr %dst,%dst */
 930                         EMIT4(0xb90f0000, dst_reg, dst_reg);
 931                         break;
 932                 }
 933                 break;
 934         /*
 935          * BPF_ST(X)
 936          */
 937         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B: /* *(u8 *)(dst + off) = src_reg */
 938                 /* stcy %src,off(%dst) */
 939                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0072, src_reg, dst_reg, REG_0, off);
 940                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 941                 break;
 942         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H: /* (u16 *)(dst + off) = src */
 943                 /* sthy %src,off(%dst) */
 944                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0070, src_reg, dst_reg, REG_0, off);
 945                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 946                 break;
 947         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W: /* *(u32 *)(dst + off) = src */
 948                 /* sty %src,off(%dst) */
 949                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0050, src_reg, dst_reg, REG_0, off);
 950                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 951                 break;
 952         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW: /* (u64 *)(dst + off) = src */
 953                 /* stg %src,off(%dst) */
 954                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0024, src_reg, dst_reg, REG_0, off);
 955                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 956                 break;
 957         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B: /* *(u8 *)(dst + off) = imm */
 958                 /* lhi %w0,imm */
 959                 EMIT4_IMM(0xa7080000, REG_W0, (u8) imm);
 960                 /* stcy %w0,off(dst) */
 961                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0072, REG_W0, dst_reg, REG_0, off);
 962                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 963                 break;
 964         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H: /* (u16 *)(dst + off) = imm */
 965                 /* lhi %w0,imm */
 966                 EMIT4_IMM(0xa7080000, REG_W0, (u16) imm);
 967                 /* sthy %w0,off(dst) */
 968                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0070, REG_W0, dst_reg, REG_0, off);
 969                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 970                 break;
 971         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W: /* *(u32 *)(dst + off) = imm */
 972                 /* llilf %w0,imm  */
 973                 EMIT6_IMM(0xc00f0000, REG_W0, (u32) imm);
 974                 /* sty %w0,off(%dst) */
 975                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0050, REG_W0, dst_reg, REG_0, off);
 976                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 977                 break;
 978         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW: /* *(u64 *)(dst + off) = imm */
 979                 /* lgfi %w0,imm */
 980                 EMIT6_IMM(0xc0010000, REG_W0, imm);
 981                 /* stg %w0,off(%dst) */
 982                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0024, REG_W0, dst_reg, REG_0, off);
 983                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 984                 break;
 985         /*
 986          * BPF_STX XADD (atomic_add)
 987          */
 988         case BPF_STX | BPF_XADD | BPF_W: /* *(u32 *)(dst + off) += src */
 989                 /* laal %w0,%src,off(%dst) */
 990                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x00fa, REG_W0, src_reg,
 991                               dst_reg, off);
 992                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 993                 break;
 994         case BPF_STX | BPF_XADD | BPF_DW: /* *(u64 *)(dst + off) += src */
 995                 /* laalg %w0,%src,off(%dst) */
 996                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x00ea, REG_W0, src_reg,
 997                               dst_reg, off);
 998                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 999                 break;
1000         /*
1001          * BPF_LDX
1002          */
1003         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B: /* dst = *(u8 *)(ul) (src + off) */
1004                 /* llgc %dst,0(off,%src) */
1005                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0090, dst_reg, src_reg, REG_0, off);
1006                 jit->seen |= SEEN_MEM;
1007                 break;
1008         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H: /* dst = *(u16 *)(ul) (src + off) */
1009                 /* llgh %dst,0(off,%src) */
1010                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0091, dst_reg, src_reg, REG_0, off);
1011                 jit->seen |= SEEN_MEM;
1012                 break;
1013         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W: /* dst = *(u32 *)(ul) (src + off) */
1014                 /* llgf %dst,off(%src) */
1015                 jit->seen |= SEEN_MEM;
1016                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0016, dst_reg, src_reg, REG_0, off);
1017                 break;
1018         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW: /* dst = *(u64 *)(ul) (src + off) */
1019                 /* lg %dst,0(off,%src) */
1020                 jit->seen |= SEEN_MEM;
1021                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0004, dst_reg, src_reg, REG_0, off);
1022                 break;
1023         /*
1024          * BPF_JMP / CALL
1025          */
1026         case BPF_JMP | BPF_CALL:
1027         {
1028                 /*
1029                  * b0 = (__bpf_call_base + imm)(b1, b2, b3, b4, b5)
1030                  */
1031                 const u64 func = (u64)__bpf_call_base + imm;
1032
1033                 REG_SET_SEEN(BPF_REG_5);
1034                 jit->seen |= SEEN_FUNC;
1035                 /* lg %w1,<d(imm)>(%l) */
1036                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0004, REG_W1, REG_0, REG_L,
1037                               EMIT_CONST_U64(func));
1038                 if (IS_ENABLED(CC_USING_EXPOLINE) && !nospec_disable) {
1039                         /* brasl %r14,__s390_indirect_jump_r1 */
1040                         EMIT6_PCREL_RILB(0xc0050000, REG_14, jit->r1_thunk_ip);
1041                 } else {
1042                         /* basr %r14,%w1 */
1043                         EMIT2(0x0d00, REG_14, REG_W1);
1044                 }
1045                 /* lgr %b0,%r2: load return value into %b0 */
1046                 EMIT4(0xb9040000, BPF_REG_0, REG_2);
1047                 if ((jit->seen & SEEN_SKB) &&
1048                     bpf_helper_changes_pkt_data((void *)func)) {
1049                         /* lg %b1,ST_OFF_SKBP(%r15) */
1050                         EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0004, BPF_REG_1, REG_0,
1051                                       REG_15, STK_OFF_SKBP);
1052                         emit_load_skb_data_hlen(jit);
1053                 }
1054                 break;
1055         }
1056         case BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL:
1057                 /*
1058                  * Implicit input:
1059                  *  B1: pointer to ctx
1060                  *  B2: pointer to bpf_array
1061                  *  B3: index in bpf_array
1062                  */
1063                 jit->seen |= SEEN_TAIL_CALL;
1064
1065                 /*
1066                  * if (index >= array->map.max_entries)
1067                  *         goto out;
1068                  */
1069
1070                 /* llgf %w1,map.max_entries(%b2) */
1071                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0016, REG_W1, REG_0, BPF_REG_2,
1072                               offsetof(struct bpf_array, map.max_entries));
1073                 /* clrj %b3,%w1,0xa,label0: if (u32)%b3 >= (u32)%w1 goto out */
1074                 EMIT6_PCREL_LABEL(0xec000000, 0x0077, BPF_REG_3,
1075                                   REG_W1, 0, 0xa);
1076
1077                 /*
1078                  * if (tail_call_cnt++ > MAX_TAIL_CALL_CNT)
1079                  *         goto out;
1080                  */
1081
1082                 if (jit->seen & SEEN_STACK)
1083                         off = STK_OFF_TCCNT + STK_OFF;
1084                 else
1085                         off = STK_OFF_TCCNT;
1086                 /* lhi %w0,1 */
1087                 EMIT4_IMM(0xa7080000, REG_W0, 1);
1088                 /* laal %w1,%w0,off(%r15) */
1089                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x00fa, REG_W1, REG_W0, REG_15, off);
1090                 /* clij %w1,MAX_TAIL_CALL_CNT,0x2,label0 */
1091                 EMIT6_PCREL_IMM_LABEL(0xec000000, 0x007f, REG_W1,
1092                                       MAX_TAIL_CALL_CNT, 0, 0x2);
1093
1094                 /*
1095                  * prog = array->ptrs[index];
1096                  * if (prog == NULL)
1097                  *         goto out;
1098                  */
1099
1100                 /* llgfr %r1,%b3: %r1 = (u32) index */
1101                 EMIT4(0xb9160000, REG_1, BPF_REG_3);
1102                 /* sllg %r1,%r1,3: %r1 *= 8 */
1103                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x000d, REG_1, REG_1, REG_0, 3);
1104                 /* lg %r1,prog(%b2,%r1) */
1105                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0004, REG_1, BPF_REG_2,
1106                               REG_1, offsetof(struct bpf_array, ptrs));
1107                 /* clgij %r1,0,0x8,label0 */
1108                 EMIT6_PCREL_IMM_LABEL(0xec000000, 0x007d, REG_1, 0, 0, 0x8);
1109
1110                 /*
1111                  * Restore registers before calling function
1112                  */
1113                 save_restore_regs(jit, REGS_RESTORE);
1114
1115                 /*
1116                  * goto *(prog->bpf_func + tail_call_start);
1117                  */
1118
1119                 /* lg %r1,bpf_func(%r1) */
1120                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0004, REG_1, REG_1, REG_0,
1121                               offsetof(struct bpf_prog, bpf_func));
1122                 /* bc 0xf,tail_call_start(%r1) */
1123                 _EMIT4(0x47f01000 + jit->tail_call_start);
1124                 /* out: */
1125                 jit->labels[0] = jit->prg;
1126                 break;
1127         case BPF_JMP | BPF_EXIT: /* return b0 */
1128                 last = (i == fp->len - 1) ? 1 : 0;
1129                 if (last && !(jit->seen & SEEN_RET0))
1130                         break;
1131                 /* j <exit> */
1132                 EMIT4_PCREL(0xa7f40000, jit->exit_ip - jit->prg);
1133                 break;
1134         /*
1135          * Branch relative (number of skipped instructions) to offset on
1136          * condition.
1137          *
1138          * Condition code to mask mapping:
1139          *
1140          * CC | Description        | Mask
1141          * ------------------------------
1142          * 0  | Operands equal     |    8
1143          * 1  | First operand low  |    4
1144          * 2  | First operand high |    2
1145          * 3  | Unused             |    1
1146          *
1147          * For s390x relative branches: ip = ip + off_bytes
1148          * For BPF relative branches:   insn = insn + off_insns + 1
1149          *
1150          * For example for s390x with offset 0 we jump to the branch
1151          * instruction itself (loop) and for BPF with offset 0 we
1152          * branch to the instruction behind the branch.
1153          */
1154         case BPF_JMP | BPF_JA: /* if (true) */
1155                 mask = 0xf000; /* j */
1156                 goto branch_oc;
1157         case BPF_JMP | BPF_JSGT | BPF_K: /* ((s64) dst > (s64) imm) */
1158                 mask = 0x2000; /* jh */
1159                 goto branch_ks;
1160         case BPF_JMP | BPF_JSLT | BPF_K: /* ((s64) dst < (s64) imm) */
1161                 mask = 0x4000; /* jl */
1162                 goto branch_ks;
1163         case BPF_JMP | BPF_JSGE | BPF_K: /* ((s64) dst >= (s64) imm) */
1164                 mask = 0xa000; /* jhe */
1165                 goto branch_ks;
1166         case BPF_JMP | BPF_JSLE | BPF_K: /* ((s64) dst <= (s64) imm) */
1167                 mask = 0xc000; /* jle */
1168                 goto branch_ks;
1169         case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_K: /* (dst_reg > imm) */
1170                 mask = 0x2000; /* jh */
1171                 goto branch_ku;
1172         case BPF_JMP | BPF_JLT | BPF_K: /* (dst_reg < imm) */
1173                 mask = 0x4000; /* jl */
1174                 goto branch_ku;
1175         case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_K: /* (dst_reg >= imm) */
1176                 mask = 0xa000; /* jhe */
1177                 goto branch_ku;
1178         case BPF_JMP | BPF_JLE | BPF_K: /* (dst_reg <= imm) */
1179                 mask = 0xc000; /* jle */
1180                 goto branch_ku;
1181         case BPF_JMP | BPF_JNE | BPF_K: /* (dst_reg != imm) */
1182                 mask = 0x7000; /* jne */
1183                 goto branch_ku;
1184         case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_K: /* (dst_reg == imm) */
1185                 mask = 0x8000; /* je */
1186                 goto branch_ku;
1187         case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_K: /* (dst_reg & imm) */
1188                 mask = 0x7000; /* jnz */
1189                 /* lgfi %w1,imm (load sign extend imm) */
1190                 EMIT6_IMM(0xc0010000, REG_W1, imm);
1191                 /* ngr %w1,%dst */
1192                 EMIT4(0xb9800000, REG_W1, dst_reg);
1193                 goto branch_oc;
1194
1195         case BPF_JMP | BPF_JSGT | BPF_X: /* ((s64) dst > (s64) src) */
1196                 mask = 0x2000; /* jh */
1197                 goto branch_xs;
1198         case BPF_JMP | BPF_JSLT | BPF_X: /* ((s64) dst < (s64) src) */
1199                 mask = 0x4000; /* jl */
1200                 goto branch_xs;
1201         case BPF_JMP | BPF_JSGE | BPF_X: /* ((s64) dst >= (s64) src) */
1202                 mask = 0xa000; /* jhe */
1203                 goto branch_xs;
1204         case BPF_JMP | BPF_JSLE | BPF_X: /* ((s64) dst <= (s64) src) */
1205                 mask = 0xc000; /* jle */
1206                 goto branch_xs;
1207         case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_X: /* (dst > src) */
1208                 mask = 0x2000; /* jh */
1209                 goto branch_xu;
1210         case BPF_JMP | BPF_JLT | BPF_X: /* (dst < src) */
1211                 mask = 0x4000; /* jl */
1212                 goto branch_xu;
1213         case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_X: /* (dst >= src) */
1214                 mask = 0xa000; /* jhe */
1215                 goto branch_xu;
1216         case BPF_JMP | BPF_JLE | BPF_X: /* (dst <= src) */
1217                 mask = 0xc000; /* jle */
1218                 goto branch_xu;
1219         case BPF_JMP | BPF_JNE | BPF_X: /* (dst != src) */
1220                 mask = 0x7000; /* jne */
1221                 goto branch_xu;
1222         case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_X: /* (dst == src) */
1223                 mask = 0x8000; /* je */
1224                 goto branch_xu;
1225         case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_X: /* (dst & src) */
1226                 mask = 0x7000; /* jnz */
1227                 /* ngrk %w1,%dst,%src */
1228                 EMIT4_RRF(0xb9e40000, REG_W1, dst_reg, src_reg);
1229                 goto branch_oc;
1230 branch_ks:
1231                 /* lgfi %w1,imm (load sign extend imm) */
1232                 EMIT6_IMM(0xc0010000, REG_W1, imm);
1233                 /* cgrj %dst,%w1,mask,off */
1234                 EMIT6_PCREL(0xec000000, 0x0064, dst_reg, REG_W1, i, off, mask);
1235                 break;
1236 branch_ku:
1237                 /* lgfi %w1,imm (load sign extend imm) */
1238                 EMIT6_IMM(0xc0010000, REG_W1, imm);
1239                 /* clgrj %dst,%w1,mask,off */
1240                 EMIT6_PCREL(0xec000000, 0x0065, dst_reg, REG_W1, i, off, mask);
1241                 break;
1242 branch_xs:
1243                 /* cgrj %dst,%src,mask,off */
1244                 EMIT6_PCREL(0xec000000, 0x0064, dst_reg, src_reg, i, off, mask);
1245                 break;
1246 branch_xu:
1247                 /* clgrj %dst,%src,mask,off */
1248                 EMIT6_PCREL(0xec000000, 0x0065, dst_reg, src_reg, i, off, mask);
1249                 break;
1250 branch_oc:
1251                 /* brc mask,jmp_off (branch instruction needs 4 bytes) */
1252                 jmp_off = addrs[i + off + 1] - (addrs[i + 1] - 4);
1253                 EMIT4_PCREL(0xa7040000 | mask << 8, jmp_off);
1254                 break;
1255         /*
1256          * BPF_LD
1257          */
1258         case BPF_LD | BPF_ABS | BPF_B: /* b0 = *(u8 *) (skb->data+imm) */
1259         case BPF_LD | BPF_IND | BPF_B: /* b0 = *(u8 *) (skb->data+imm+src) */
1260                 if ((BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS) && (imm >= 0))
1261                         func_addr = __pa(sk_load_byte_pos);
1262                 else
1263                         func_addr = __pa(sk_load_byte);
1264                 goto call_fn;
1265         case BPF_LD | BPF_ABS | BPF_H: /* b0 = *(u16 *) (skb->data+imm) */
1266         case BPF_LD | BPF_IND | BPF_H: /* b0 = *(u16 *) (skb->data+imm+src) */
1267                 if ((BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS) && (imm >= 0))
1268                         func_addr = __pa(sk_load_half_pos);
1269                 else
1270                         func_addr = __pa(sk_load_half);
1271                 goto call_fn;
1272         case BPF_LD | BPF_ABS | BPF_W: /* b0 = *(u32 *) (skb->data+imm) */
1273         case BPF_LD | BPF_IND | BPF_W: /* b0 = *(u32 *) (skb->data+imm+src) */
1274                 if ((BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS) && (imm >= 0))
1275                         func_addr = __pa(sk_load_word_pos);
1276                 else
1277                         func_addr = __pa(sk_load_word);
1278                 goto call_fn;
1279 call_fn:
1280                 jit->seen |= SEEN_SKB | SEEN_RET0 | SEEN_FUNC;
1281                 REG_SET_SEEN(REG_14); /* Return address of possible func call */
1282
1283                 /*
1284                  * Implicit input:
1285                  *  BPF_REG_6    (R7) : skb pointer
1286                  *  REG_SKB_DATA (R12): skb data pointer (if no BPF_REG_AX)
1287                  *
1288                  * Calculated input:
1289                  *  BPF_REG_2    (R3) : offset of byte(s) to fetch in skb
1290                  *  BPF_REG_5    (R6) : return address
1291                  *
1292                  * Output:
1293                  *  BPF_REG_0    (R14): data read from skb
1294                  *
1295                  * Scratch registers (BPF_REG_1-5)
1296                  */
1297
1298                 /* Call function: llilf %w1,func_addr  */
1299                 EMIT6_IMM(0xc00f0000, REG_W1, func_addr);
1300
1301                 /* Offset: lgfi %b2,imm */
1302                 EMIT6_IMM(0xc0010000, BPF_REG_2, imm);
1303                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_IND)
1304                         /* agfr %b2,%src (%src is s32 here) */
1305                         EMIT4(0xb9180000, BPF_REG_2, src_reg);
1306
1307                 /* Reload REG_SKB_DATA if BPF_REG_AX is used */
1308                 if (jit->seen & SEEN_REG_AX)
1309                         /* lg %skb_data,data_off(%b6) */
1310                         EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0004, REG_SKB_DATA, REG_0,
1311                                       BPF_REG_6, offsetof(struct sk_buff, data));
1312                 /* basr %b5,%w1 (%b5 is call saved) */
1313                 EMIT2(0x0d00, BPF_REG_5, REG_W1);
1314
1315                 /*
1316                  * Note: For fast access we jump directly after the
1317                  * jnz instruction from bpf_jit.S
1318                  */
1319                 /* jnz <ret0> */
1320                 EMIT4_PCREL(0xa7740000, jit->ret0_ip - jit->prg);
1321                 break;
1322         default: /* too complex, give up */
1323                 pr_err("Unknown opcode %02x\n", insn->code);
1324                 return -1;
1325         }
1326         return insn_count;
1327 }
1328
1329 /*
1330  * Compile eBPF program into s390x code
1331  */
1332 static int bpf_jit_prog(struct bpf_jit *jit, struct bpf_prog *fp)
1333 {
1334         int i, insn_count;
1335
1336         jit->lit = jit->lit_start;
1337         jit->prg = 0;
1338
1339         bpf_jit_prologue(jit);
1340         for (i = 0; i < fp->len; i += insn_count) {
1341                 insn_count = bpf_jit_insn(jit, fp, i);
1342                 if (insn_count < 0)
1343                         return -1;
1344                 /* Next instruction address */
1345                 jit->addrs[i + insn_count] = jit->prg;
1346         }
1347         bpf_jit_epilogue(jit);
1348
1349         jit->lit_start = jit->prg;
1350         jit->size = jit->lit;
1351         jit->size_prg = jit->prg;
1352         return 0;
1353 }
1354
1355 /*
1356  * Compile eBPF program "fp"
1357  */
1358 struct bpf_prog *bpf_int_jit_compile(struct bpf_prog *fp)
1359 {
1360         struct bpf_prog *tmp, *orig_fp = fp;
1361         struct bpf_binary_header *header;
1362         bool tmp_blinded = false;
1363         struct bpf_jit jit;
1364         int pass;
1365
1366         if (!bpf_jit_enable)
1367                 return orig_fp;
1368
1369         tmp = bpf_jit_blind_constants(fp);
1370         /*
1371          * If blinding was requested and we failed during blinding,
1372          * we must fall back to the interpreter.
1373          */
1374         if (IS_ERR(tmp))
1375                 return orig_fp;
1376         if (tmp != fp) {
1377                 tmp_blinded = true;
1378                 fp = tmp;
1379         }
1380
1381         memset(&jit, 0, sizeof(jit));
1382         jit.addrs = kcalloc(fp->len + 1, sizeof(*jit.addrs), GFP_KERNEL);
1383         if (jit.addrs == NULL) {
1384                 fp = orig_fp;
1385                 goto out;
1386         }
1387         /*
1388          * Three initial passes:
1389          *   - 1/2: Determine clobbered registers
1390          *   - 3:   Calculate program size and addrs arrray
1391          */
1392         for (pass = 1; pass <= 3; pass++) {
1393                 if (bpf_jit_prog(&jit, fp)) {
1394                         fp = orig_fp;
1395                         goto free_addrs;
1396                 }
1397         }
1398         /*
1399          * Final pass: Allocate and generate program
1400          */
1401         if (jit.size >= BPF_SIZE_MAX) {
1402                 fp = orig_fp;
1403                 goto free_addrs;
1404         }
1405         header = bpf_jit_binary_alloc(jit.size, &jit.prg_buf, 2, jit_fill_hole);
1406         if (!header) {
1407                 fp = orig_fp;
1408                 goto free_addrs;
1409         }
1410         if (bpf_jit_prog(&jit, fp)) {
1411                 bpf_jit_binary_free(header);
1412                 fp = orig_fp;
1413                 goto free_addrs;
1414         }
1415         if (bpf_jit_enable > 1) {
1416                 bpf_jit_dump(fp->len, jit.size, pass, jit.prg_buf);
1417                 print_fn_code(jit.prg_buf, jit.size_prg);
1418         }
1419         bpf_jit_binary_lock_ro(header);
1420         fp->bpf_func = (void *) jit.prg_buf;
1421         fp->jited = 1;
1422         fp->jited_len = jit.size;
1423 free_addrs:
1424         kfree(jit.addrs);
1425 out:
1426         if (tmp_blinded)
1427                 bpf_jit_prog_release_other(fp, fp == orig_fp ?
1428                                            tmp : orig_fp);
1429         return fp;
1430 }