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