]> git.ipfire.org Git - thirdparty/kernel/stable-queue.git/commitdiff
4.14-stable patches
authorGreg Kroah-Hartman <gregkh@linuxfoundation.org>
Tue, 28 Feb 2023 18:50:52 +0000 (19:50 +0100)
committerGreg Kroah-Hartman <gregkh@linuxfoundation.org>
Tue, 28 Feb 2023 18:50:52 +0000 (19:50 +0100)
added patches:
bpf-do-not-use-ax-register-in-interpreter-on-div-mod.patch
bpf-fix-32-bit-src-register-truncation-on-div-mod.patch
bpf-fix-subprog-verifier-bypass-by-div-mod-by-0-exception.patch
bpf-fix-truncation-handling-for-mod32-dst-reg-wrt-zero.patch

queue-4.14/bpf-do-not-use-ax-register-in-interpreter-on-div-mod.patch [new file with mode: 0644]
queue-4.14/bpf-fix-32-bit-src-register-truncation-on-div-mod.patch [new file with mode: 0644]
queue-4.14/bpf-fix-subprog-verifier-bypass-by-div-mod-by-0-exception.patch [new file with mode: 0644]
queue-4.14/bpf-fix-truncation-handling-for-mod32-dst-reg-wrt-zero.patch [new file with mode: 0644]
queue-4.14/series

diff --git a/queue-4.14/bpf-do-not-use-ax-register-in-interpreter-on-div-mod.patch b/queue-4.14/bpf-do-not-use-ax-register-in-interpreter-on-div-mod.patch
new file mode 100644 (file)
index 0000000..a9b9d32
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,99 @@
+From stable-owner@vger.kernel.org Fri Feb 24 04:40:52 2023
+From: Edward Liaw <edliaw@google.com>
+Date: Fri, 24 Feb 2023 03:40:16 +0000
+Subject: bpf: Do not use ax register in interpreter on div/mod
+To: stable@vger.kernel.org, Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>, Daniel Borkmann <daniel@iogearbox.net>, "David S. Miller" <davem@davemloft.net>
+Cc: bpf@vger.kernel.org, kernel-team@android.com, Edward Liaw <edliaw@google.com>, netdev@vger.kernel.org, linux-kernel@vger.kernel.org, John Fastabend <john.fastabend@gmail.com>, Thadeu Lima de Souza Cascardo <cascardo@canonical.com>
+Message-ID: <20230224034020.2080637-2-edliaw@google.com>
+
+From: Daniel Borkmann <daniel@iogearbox.net>
+
+Commit c348d806ed1d3075af52345344243824d72c4945 upstream.
+
+Partially undo old commit 144cd91c4c2b ("bpf: move tmp variable into ax
+register in interpreter"). The reason we need this here is because ax
+register will be used for holding temporary state for div/mod instruction
+which otherwise interpreter would corrupt. This will cause a small +8 byte
+stack increase for interpreter, but with the gain that we can use it from
+verifier rewrites as scratch register.
+
+Signed-off-by: Daniel Borkmann <daniel@iogearbox.net>
+Reviewed-by: John Fastabend <john.fastabend@gmail.com>
+[cascardo: This partial revert is needed in order to support using AX for
+the following two commits, as there is no JMP32 on 4.19.y]
+Signed-off-by: Thadeu Lima de Souza Cascardo <cascardo@canonical.com>
+[edliaw: Removed redeclaration of tmp introduced by patch differences
+between 4.14 and 4.19]
+Signed-off-by: Edward Liaw <edliaw@google.com>
+Signed-off-by: Greg Kroah-Hartman <gregkh@linuxfoundation.org>
+---
+ kernel/bpf/core.c |   31 ++++++++++++++-----------------
+ 1 file changed, 14 insertions(+), 17 deletions(-)
+
+--- a/kernel/bpf/core.c
++++ b/kernel/bpf/core.c
+@@ -663,9 +663,6 @@ static int bpf_jit_blind_insn(const stru
+        * below.
+        *
+        * Constant blinding is only used by JITs, not in the interpreter.
+-       * The interpreter uses AX in some occasions as a local temporary
+-       * register e.g. in DIV or MOD instructions.
+-       *
+        * In restricted circumstances, the verifier can also use the AX
+        * register for rewrites as long as they do not interfere with
+        * the above cases!
+@@ -1060,22 +1057,22 @@ select_insn:
+       ALU64_MOD_X:
+               if (unlikely(SRC == 0))
+                       return 0;
+-              div64_u64_rem(DST, SRC, &AX);
+-              DST = AX;
++              div64_u64_rem(DST, SRC, &tmp);
++              DST = tmp;
+               CONT;
+       ALU_MOD_X:
+               if (unlikely((u32)SRC == 0))
+                       return 0;
+-              AX = (u32) DST;
+-              DST = do_div(AX, (u32) SRC);
++              tmp = (u32) DST;
++              DST = do_div(tmp, (u32) SRC);
+               CONT;
+       ALU64_MOD_K:
+-              div64_u64_rem(DST, IMM, &AX);
+-              DST = AX;
++              div64_u64_rem(DST, IMM, &tmp);
++              DST = tmp;
+               CONT;
+       ALU_MOD_K:
+-              AX = (u32) DST;
+-              DST = do_div(AX, (u32) IMM);
++              tmp = (u32) DST;
++              DST = do_div(tmp, (u32) IMM);
+               CONT;
+       ALU64_DIV_X:
+               if (unlikely(SRC == 0))
+@@ -1085,17 +1082,17 @@ select_insn:
+       ALU_DIV_X:
+               if (unlikely((u32)SRC == 0))
+                       return 0;
+-              AX = (u32) DST;
+-              do_div(AX, (u32) SRC);
+-              DST = (u32) AX;
++              tmp = (u32) DST;
++              do_div(tmp, (u32) SRC);
++              DST = (u32) tmp;
+               CONT;
+       ALU64_DIV_K:
+               DST = div64_u64(DST, IMM);
+               CONT;
+       ALU_DIV_K:
+-              AX = (u32) DST;
+-              do_div(AX, (u32) IMM);
+-              DST = (u32) AX;
++              tmp = (u32) DST;
++              do_div(tmp, (u32) IMM);
++              DST = (u32) tmp;
+               CONT;
+       ALU_END_TO_BE:
+               switch (IMM) {
diff --git a/queue-4.14/bpf-fix-32-bit-src-register-truncation-on-div-mod.patch b/queue-4.14/bpf-fix-32-bit-src-register-truncation-on-div-mod.patch
new file mode 100644 (file)
index 0000000..4dbdf5c
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,183 @@
+From stable-owner@vger.kernel.org Fri Feb 24 04:41:16 2023
+From: Edward Liaw <edliaw@google.com>
+Date: Fri, 24 Feb 2023 03:40:18 +0000
+Subject: bpf: Fix 32 bit src register truncation on div/mod
+To: stable@vger.kernel.org, Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>, Daniel Borkmann <daniel@iogearbox.net>, "David S. Miller" <davem@davemloft.net>
+Cc: bpf@vger.kernel.org, kernel-team@android.com, Edward Liaw <edliaw@google.com>, netdev@vger.kernel.org, linux-kernel@vger.kernel.org, John Fastabend <john.fastabend@gmail.com>, Salvatore Bonaccorso <carnil@debian.org>, Thadeu Lima de Souza Cascardo <cascardo@canonical.com>
+Message-ID: <20230224034020.2080637-4-edliaw@google.com>
+
+From: Daniel Borkmann <daniel@iogearbox.net>
+
+Commit e88b2c6e5a4d9ce30d75391e4d950da74bb2bd90 upstream.
+
+While reviewing a different fix, John and I noticed an oddity in one of the
+BPF program dumps that stood out, for example:
+
+  # bpftool p d x i 13
+   0: (b7) r0 = 808464450
+   1: (b4) w4 = 808464432
+   2: (bc) w0 = w0
+   3: (15) if r0 == 0x0 goto pc+1
+   4: (9c) w4 %= w0
+  [...]
+
+In line 2 we noticed that the mov32 would 32 bit truncate the original src
+register for the div/mod operation. While for the two operations the dst
+register is typically marked unknown e.g. from adjust_scalar_min_max_vals()
+the src register is not, and thus verifier keeps tracking original bounds,
+simplified:
+
+  0: R1=ctx(id=0,off=0,imm=0) R10=fp0
+  0: (b7) r0 = -1
+  1: R0_w=invP-1 R1=ctx(id=0,off=0,imm=0) R10=fp0
+  1: (b7) r1 = -1
+  2: R0_w=invP-1 R1_w=invP-1 R10=fp0
+  2: (3c) w0 /= w1
+  3: R0_w=invP(id=0,umax_value=4294967295,var_off=(0x0; 0xffffffff)) R1_w=invP-1 R10=fp0
+  3: (77) r1 >>= 32
+  4: R0_w=invP(id=0,umax_value=4294967295,var_off=(0x0; 0xffffffff)) R1_w=invP4294967295 R10=fp0
+  4: (bf) r0 = r1
+  5: R0_w=invP4294967295 R1_w=invP4294967295 R10=fp0
+  5: (95) exit
+  processed 6 insns (limit 1000000) max_states_per_insn 0 total_states 0 peak_states 0 mark_read 0
+
+Runtime result of r0 at exit is 0 instead of expected -1. Remove the
+verifier mov32 src rewrite in div/mod and replace it with a jmp32 test
+instead. After the fix, we result in the following code generation when
+having dividend r1 and divisor r6:
+
+  div, 64 bit:                             div, 32 bit:
+
+   0: (b7) r6 = 8                           0: (b7) r6 = 8
+   1: (b7) r1 = 8                           1: (b7) r1 = 8
+   2: (55) if r6 != 0x0 goto pc+2           2: (56) if w6 != 0x0 goto pc+2
+   3: (ac) w1 ^= w1                         3: (ac) w1 ^= w1
+   4: (05) goto pc+1                        4: (05) goto pc+1
+   5: (3f) r1 /= r6                         5: (3c) w1 /= w6
+   6: (b7) r0 = 0                           6: (b7) r0 = 0
+   7: (95) exit                             7: (95) exit
+
+  mod, 64 bit:                             mod, 32 bit:
+
+   0: (b7) r6 = 8                           0: (b7) r6 = 8
+   1: (b7) r1 = 8                           1: (b7) r1 = 8
+   2: (15) if r6 == 0x0 goto pc+1           2: (16) if w6 == 0x0 goto pc+1
+   3: (9f) r1 %= r6                         3: (9c) w1 %= w6
+   4: (b7) r0 = 0                           4: (b7) r0 = 0
+   5: (95) exit                             5: (95) exit
+
+x86 in particular can throw a 'divide error' exception for div
+instruction not only for divisor being zero, but also for the case
+when the quotient is too large for the designated register. For the
+edx:eax and rdx:rax dividend pair it is not an issue in x86 BPF JIT
+since we always zero edx (rdx). Hence really the only protection
+needed is against divisor being zero.
+
+[Salvatore Bonaccorso: This is an earlier version of the patch provided
+by Daniel Borkmann which does not rely on availability of the BPF_JMP32
+instruction class. This means it is not even strictly a backport of the
+upstream commit mentioned but based on Daniel's and John's work to
+address the issue.]
+
+Fixes: 68fda450a7df ("bpf: fix 32-bit divide by zero")
+Co-developed-by: John Fastabend <john.fastabend@gmail.com>
+Signed-off-by: John Fastabend <john.fastabend@gmail.com>
+Signed-off-by: Daniel Borkmann <daniel@iogearbox.net>
+Tested-by: Salvatore Bonaccorso <carnil@debian.org>
+Signed-off-by: Thadeu Lima de Souza Cascardo <cascardo@canonical.com>
+Signed-off-by: Edward Liaw <edliaw@google.com>
+Signed-off-by: Greg Kroah-Hartman <gregkh@linuxfoundation.org>
+---
+ include/linux/filter.h |   24 ++++++++++++++++++++++++
+ kernel/bpf/verifier.c  |   22 +++++++++++-----------
+ 2 files changed, 35 insertions(+), 11 deletions(-)
+
+--- a/include/linux/filter.h
++++ b/include/linux/filter.h
+@@ -67,6 +67,14 @@ struct bpf_prog_aux;
+ /* ALU ops on registers, bpf_add|sub|...: dst_reg += src_reg */
++#define BPF_ALU_REG(CLASS, OP, DST, SRC)                      \
++      ((struct bpf_insn) {                                    \
++              .code  = CLASS | BPF_OP(OP) | BPF_X,            \
++              .dst_reg = DST,                                 \
++              .src_reg = SRC,                                 \
++              .off   = 0,                                     \
++              .imm   = 0 })
++
+ #define BPF_ALU64_REG(OP, DST, SRC)                           \
+       ((struct bpf_insn) {                                    \
+               .code  = BPF_ALU64 | BPF_OP(OP) | BPF_X,        \
+@@ -113,6 +121,14 @@ struct bpf_prog_aux;
+ /* Short form of mov, dst_reg = src_reg */
++#define BPF_MOV_REG(CLASS, DST, SRC)                          \
++      ((struct bpf_insn) {                                    \
++              .code  = CLASS | BPF_MOV | BPF_X,               \
++              .dst_reg = DST,                                 \
++              .src_reg = SRC,                                 \
++              .off   = 0,                                     \
++              .imm   = 0 })
++
+ #define BPF_MOV64_REG(DST, SRC)                                       \
+       ((struct bpf_insn) {                                    \
+               .code  = BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_X,           \
+@@ -147,6 +163,14 @@ struct bpf_prog_aux;
+               .off   = 0,                                     \
+               .imm   = IMM })
++#define BPF_RAW_REG(insn, DST, SRC)                           \
++      ((struct bpf_insn) {                                    \
++              .code  = (insn).code,                           \
++              .dst_reg = DST,                                 \
++              .src_reg = SRC,                                 \
++              .off   = (insn).off,                            \
++              .imm   = (insn).imm })
++
+ /* BPF_LD_IMM64 macro encodes single 'load 64-bit immediate' insn */
+ #define BPF_LD_IMM64(DST, IMM)                                        \
+       BPF_LD_IMM64_RAW(DST, 0, IMM)
+--- a/kernel/bpf/verifier.c
++++ b/kernel/bpf/verifier.c
+@@ -4845,28 +4845,28 @@ static int fixup_bpf_calls(struct bpf_ve
+                   insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
+                       bool is64 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64;
+                       struct bpf_insn mask_and_div[] = {
+-                              BPF_MOV32_REG(insn->src_reg, insn->src_reg),
++                              BPF_MOV_REG(BPF_CLASS(insn->code), BPF_REG_AX, insn->src_reg),
+                               /* Rx div 0 -> 0 */
+-                              BPF_JMP_IMM(BPF_JNE, insn->src_reg, 0, 2),
+-                              BPF_ALU32_REG(BPF_XOR, insn->dst_reg, insn->dst_reg),
++                              BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, BPF_REG_AX, 0, 2),
++                              BPF_RAW_REG(*insn, insn->dst_reg, BPF_REG_AX),
+                               BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
+-                              *insn,
++                              BPF_ALU_REG(BPF_CLASS(insn->code), BPF_XOR, insn->dst_reg, insn->dst_reg),
+                       };
+                       struct bpf_insn mask_and_mod[] = {
+-                              BPF_MOV32_REG(insn->src_reg, insn->src_reg),
++                              BPF_MOV_REG(BPF_CLASS(insn->code), BPF_REG_AX, insn->src_reg),
+                               /* Rx mod 0 -> Rx */
+-                              BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, insn->src_reg, 0, 1),
+-                              *insn,
++                              BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, BPF_REG_AX, 0, 1),
++                              BPF_RAW_REG(*insn, insn->dst_reg, BPF_REG_AX),
+                       };
+                       struct bpf_insn *patchlet;
+                       if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
+                           insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
+-                              patchlet = mask_and_div + (is64 ? 1 : 0);
+-                              cnt = ARRAY_SIZE(mask_and_div) - (is64 ? 1 : 0);
++                              patchlet = mask_and_div;
++                              cnt = ARRAY_SIZE(mask_and_div);
+                       } else {
+-                              patchlet = mask_and_mod + (is64 ? 1 : 0);
+-                              cnt = ARRAY_SIZE(mask_and_mod) - (is64 ? 1 : 0);
++                              patchlet = mask_and_mod;
++                              cnt = ARRAY_SIZE(mask_and_mod);
+                       }
+                       new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patchlet, cnt);
diff --git a/queue-4.14/bpf-fix-subprog-verifier-bypass-by-div-mod-by-0-exception.patch b/queue-4.14/bpf-fix-subprog-verifier-bypass-by-div-mod-by-0-exception.patch
new file mode 100644 (file)
index 0000000..e0210e5
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,274 @@
+From stable-owner@vger.kernel.org Fri Feb 24 04:41:17 2023
+From: Edward Liaw <edliaw@google.com>
+Date: Fri, 24 Feb 2023 03:40:17 +0000
+Subject: bpf: fix subprog verifier bypass by div/mod by 0 exception
+To: stable@vger.kernel.org, Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>, Daniel Borkmann <daniel@iogearbox.net>, "David S. Miller" <davem@davemloft.net>
+Cc: bpf@vger.kernel.org, kernel-team@android.com, Edward Liaw <edliaw@google.com>, netdev@vger.kernel.org, linux-kernel@vger.kernel.org, Thadeu Lima de Souza Cascardo <cascardo@canonical.com>
+Message-ID: <20230224034020.2080637-3-edliaw@google.com>
+
+From: Daniel Borkmann <daniel@iogearbox.net>
+
+Commit f6b1b3bf0d5f681631a293cfe1ca934b81716f1e upstream.
+
+One of the ugly leftovers from the early eBPF days is that div/mod
+operations based on registers have a hard-coded src_reg == 0 test
+in the interpreter as well as in JIT code generators that would
+return from the BPF program with exit code 0. This was basically
+adopted from cBPF interpreter for historical reasons.
+
+There are multiple reasons why this is very suboptimal and prone
+to bugs. To name one: the return code mapping for such abnormal
+program exit of 0 does not always match with a suitable program
+type's exit code mapping. For example, '0' in tc means action 'ok'
+where the packet gets passed further up the stack, which is just
+undesirable for such cases (e.g. when implementing policy) and
+also does not match with other program types.
+
+While trying to work out an exception handling scheme, I also
+noticed that programs crafted like the following will currently
+pass the verifier:
+
+  0: (bf) r6 = r1
+  1: (85) call pc+8
+  caller:
+   R6=ctx(id=0,off=0,imm=0) R10=fp0,call_-1
+  callee:
+   frame1: R1=ctx(id=0,off=0,imm=0) R10=fp0,call_1
+  10: (b4) (u32) r2 = (u32) 0
+  11: (b4) (u32) r3 = (u32) 1
+  12: (3c) (u32) r3 /= (u32) r2
+  13: (61) r0 = *(u32 *)(r1 +76)
+  14: (95) exit
+  returning from callee:
+   frame1: R0_w=pkt(id=0,off=0,r=0,imm=0)
+           R1=ctx(id=0,off=0,imm=0) R2_w=inv0
+           R3_w=inv(id=0,umax_value=4294967295,var_off=(0x0; 0xffffffff))
+           R10=fp0,call_1
+  to caller at 2:
+   R0_w=pkt(id=0,off=0,r=0,imm=0) R6=ctx(id=0,off=0,imm=0)
+   R10=fp0,call_-1
+
+  from 14 to 2: R0=pkt(id=0,off=0,r=0,imm=0)
+                R6=ctx(id=0,off=0,imm=0) R10=fp0,call_-1
+  2: (bf) r1 = r6
+  3: (61) r1 = *(u32 *)(r1 +80)
+  4: (bf) r2 = r0
+  5: (07) r2 += 8
+  6: (2d) if r2 > r1 goto pc+1
+   R0=pkt(id=0,off=0,r=8,imm=0) R1=pkt_end(id=0,off=0,imm=0)
+   R2=pkt(id=0,off=8,r=8,imm=0) R6=ctx(id=0,off=0,imm=0)
+   R10=fp0,call_-1
+  7: (71) r0 = *(u8 *)(r0 +0)
+  8: (b7) r0 = 1
+  9: (95) exit
+
+  from 6 to 8: safe
+  processed 16 insns (limit 131072), stack depth 0+0
+
+Basically what happens is that in the subprog we make use of a
+div/mod by 0 exception and in the 'normal' subprog's exit path
+we just return skb->data back to the main prog. This has the
+implication that the verifier thinks we always get a pkt pointer
+in R0 while we still have the implicit 'return 0' from the div
+as an alternative unconditional return path earlier. Thus, R0
+then contains 0, meaning back in the parent prog we get the
+address range of [0x0, skb->data_end] as read and writeable.
+Similar can be crafted with other pointer register types.
+
+Since i) BPF_ABS/IND is not allowed in programs that contain
+BPF to BPF calls (and generally it's also disadvised to use in
+native eBPF context), ii) unknown opcodes don't return zero
+anymore, iii) we don't return an exception code in dead branches,
+the only last missing case affected and to fix is the div/mod
+handling.
+
+What we would really need is some infrastructure to propagate
+exceptions all the way to the original prog unwinding the
+current stack and returning that code to the caller of the
+BPF program. In user space such exception handling for similar
+runtimes is typically implemented with setjmp(3) and longjmp(3)
+as one possibility which is not available in the kernel,
+though (kgdb used to implement it in kernel long time ago). I
+implemented a PoC exception handling mechanism into the BPF
+interpreter with porting setjmp()/longjmp() into x86_64 and
+adding a new internal BPF_ABRT opcode that can use a program
+specific exception code for all exception cases we have (e.g.
+div/mod by 0, unknown opcodes, etc). While this seems to work
+in the constrained BPF environment (meaning, here, we don't
+need to deal with state e.g. from memory allocations that we
+would need to undo before going into exception state), it still
+has various drawbacks: i) we would need to implement the
+setjmp()/longjmp() for every arch supported in the kernel and
+for x86_64, arm64, sparc64 JITs currently supporting calls,
+ii) it has unconditional additional cost on main program
+entry to store CPU register state in initial setjmp() call,
+and we would need some way to pass the jmp_buf down into
+___bpf_prog_run() for main prog and all subprogs, but also
+storing on stack is not really nice (other option would be
+per-cpu storage for this, but it also has the drawback that
+we need to disable preemption for every BPF program types).
+All in all this approach would add a lot of complexity.
+
+Another poor-man's solution would be to have some sort of
+additional shared register or scratch buffer to hold state
+for exceptions, and test that after every call return to
+chain returns and pass R0 all the way down to BPF prog caller.
+This is also problematic in various ways: i) an additional
+register doesn't map well into JITs, and some other scratch
+space could only be on per-cpu storage, which, again has the
+side-effect that this only works when we disable preemption,
+or somewhere in the input context which is not available
+everywhere either, and ii) this adds significant runtime
+overhead by putting conditionals after each and every call,
+as well as implementation complexity.
+
+Yet another option is to teach verifier that div/mod can
+return an integer, which however is also complex to implement
+as verifier would need to walk such fake 'mov r0,<code>; exit;'
+sequeuence and there would still be no guarantee for having
+propagation of this further down to the BPF caller as proper
+exception code. For parent prog, it is also is not distinguishable
+from a normal return of a constant scalar value.
+
+The approach taken here is a completely different one with
+little complexity and no additional overhead involved in
+that we make use of the fact that a div/mod by 0 is undefined
+behavior. Instead of bailing out, we adapt the same behavior
+as on some major archs like ARMv8 [0] into eBPF as well:
+X div 0 results in 0, and X mod 0 results in X. aarch64 and
+aarch32 ISA do not generate any traps or otherwise aborts
+of program execution for unsigned divides. I verified this
+also with a test program compiled by gcc and clang, and the
+behavior matches with the spec. Going forward we adapt the
+eBPF verifier to emit such rewrites once div/mod by register
+was seen. cBPF is not touched and will keep existing 'return 0'
+semantics. Given the options, it seems the most suitable from
+all of them, also since major archs have similar schemes in
+place. Given this is all in the realm of undefined behavior,
+we still have the option to adapt if deemed necessary and
+this way we would also have the option of more flexibility
+from LLVM code generation side (which is then fully visible
+to verifier). Thus, this patch i) fixes the panic seen in
+above program and ii) doesn't bypass the verifier observations.
+
+  [0] ARM Architecture Reference Manual, ARMv8 [ARM DDI 0487B.b]
+      http://infocenter.arm.com/help/topic/com.arm.doc.ddi0487b.b/DDI0487B_b_armv8_arm.pdf
+      1) aarch64 instruction set: section C3.4.7 and C6.2.279 (UDIV)
+         "A division by zero results in a zero being written to
+          the destination register, without any indication that
+          the division by zero occurred."
+      2) aarch32 instruction set: section F1.4.8 and F5.1.263 (UDIV)
+         "For the SDIV and UDIV instructions, division by zero
+          always returns a zero result."
+
+Fixes: f4d7e40a5b71 ("bpf: introduce function calls (verification)")
+Signed-off-by: Daniel Borkmann <daniel@iogearbox.net>
+Acked-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
+Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
+Signed-off-by: Thadeu Lima de Souza Cascardo <cascardo@canonical.com>
+Signed-off-by: Edward Liaw <edliaw@google.com>
+Signed-off-by: Greg Kroah-Hartman <gregkh@linuxfoundation.org>
+---
+ kernel/bpf/core.c     |    8 --------
+ kernel/bpf/verifier.c |   38 ++++++++++++++++++++++++++++++--------
+ net/core/filter.c     |    9 ++++++++-
+ 3 files changed, 38 insertions(+), 17 deletions(-)
+
+--- a/kernel/bpf/core.c
++++ b/kernel/bpf/core.c
+@@ -1055,14 +1055,10 @@ select_insn:
+               (*(s64 *) &DST) >>= IMM;
+               CONT;
+       ALU64_MOD_X:
+-              if (unlikely(SRC == 0))
+-                      return 0;
+               div64_u64_rem(DST, SRC, &tmp);
+               DST = tmp;
+               CONT;
+       ALU_MOD_X:
+-              if (unlikely((u32)SRC == 0))
+-                      return 0;
+               tmp = (u32) DST;
+               DST = do_div(tmp, (u32) SRC);
+               CONT;
+@@ -1075,13 +1071,9 @@ select_insn:
+               DST = do_div(tmp, (u32) IMM);
+               CONT;
+       ALU64_DIV_X:
+-              if (unlikely(SRC == 0))
+-                      return 0;
+               DST = div64_u64(DST, SRC);
+               CONT;
+       ALU_DIV_X:
+-              if (unlikely((u32)SRC == 0))
+-                      return 0;
+               tmp = (u32) DST;
+               do_div(tmp, (u32) SRC);
+               DST = (u32) tmp;
+--- a/kernel/bpf/verifier.c
++++ b/kernel/bpf/verifier.c
+@@ -4839,15 +4839,37 @@ static int fixup_bpf_calls(struct bpf_ve
+       struct bpf_insn_aux_data *aux;
+       for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
+-              if (insn->code == (BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X) ||
++              if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X) ||
++                  insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
++                  insn->code == (BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X) ||
+                   insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
+-                      /* due to JIT bugs clear upper 32-bits of src register
+-                       * before div/mod operation
+-                       */
+-                      insn_buf[0] = BPF_MOV32_REG(insn->src_reg, insn->src_reg);
+-                      insn_buf[1] = *insn;
+-                      cnt = 2;
+-                      new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
++                      bool is64 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64;
++                      struct bpf_insn mask_and_div[] = {
++                              BPF_MOV32_REG(insn->src_reg, insn->src_reg),
++                              /* Rx div 0 -> 0 */
++                              BPF_JMP_IMM(BPF_JNE, insn->src_reg, 0, 2),
++                              BPF_ALU32_REG(BPF_XOR, insn->dst_reg, insn->dst_reg),
++                              BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
++                              *insn,
++                      };
++                      struct bpf_insn mask_and_mod[] = {
++                              BPF_MOV32_REG(insn->src_reg, insn->src_reg),
++                              /* Rx mod 0 -> Rx */
++                              BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, insn->src_reg, 0, 1),
++                              *insn,
++                      };
++                      struct bpf_insn *patchlet;
++
++                      if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
++                          insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
++                              patchlet = mask_and_div + (is64 ? 1 : 0);
++                              cnt = ARRAY_SIZE(mask_and_div) - (is64 ? 1 : 0);
++                      } else {
++                              patchlet = mask_and_mod + (is64 ? 1 : 0);
++                              cnt = ARRAY_SIZE(mask_and_mod) - (is64 ? 1 : 0);
++                      }
++
++                      new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patchlet, cnt);
+                       if (!new_prog)
+                               return -ENOMEM;
+--- a/net/core/filter.c
++++ b/net/core/filter.c
+@@ -458,8 +458,15 @@ do_pass:
+                               break;
+                       if (fp->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X) ||
+-                          fp->code == (BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X))
++                          fp->code == (BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X)) {
+                               *insn++ = BPF_MOV32_REG(BPF_REG_X, BPF_REG_X);
++                              /* Error with exception code on div/mod by 0.
++                               * For cBPF programs, this was always return 0.
++                               */
++                              *insn++ = BPF_JMP_IMM(BPF_JNE, BPF_REG_X, 0, 2);
++                              *insn++ = BPF_ALU32_REG(BPF_XOR, BPF_REG_A, BPF_REG_A);
++                              *insn++ = BPF_EXIT_INSN();
++                      }
+                       *insn = BPF_RAW_INSN(fp->code, BPF_REG_A, BPF_REG_X, 0, fp->k);
+                       break;
diff --git a/queue-4.14/bpf-fix-truncation-handling-for-mod32-dst-reg-wrt-zero.patch b/queue-4.14/bpf-fix-truncation-handling-for-mod32-dst-reg-wrt-zero.patch
new file mode 100644 (file)
index 0000000..570d47a
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,131 @@
+From stable-owner@vger.kernel.org Fri Feb 24 04:41:32 2023
+From: Edward Liaw <edliaw@google.com>
+Date: Fri, 24 Feb 2023 03:40:19 +0000
+Subject: bpf: Fix truncation handling for mod32 dst reg wrt zero
+To: stable@vger.kernel.org, Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>, Daniel Borkmann <daniel@iogearbox.net>, "David S. Miller" <davem@davemloft.net>
+Cc: bpf@vger.kernel.org, kernel-team@android.com, Edward Liaw <edliaw@google.com>, netdev@vger.kernel.org, linux-kernel@vger.kernel.org, John Fastabend <john.fastabend@gmail.com>, Salvatore Bonaccorso <carnil@debian.org>, Thadeu Lima de Souza Cascardo <cascardo@canonical.com>
+Message-ID: <20230224034020.2080637-5-edliaw@google.com>
+
+From: Daniel Borkmann <daniel@iogearbox.net>
+
+Commit 9b00f1b78809309163dda2d044d9e94a3c0248a3 upstream.
+
+Recently noticed that when mod32 with a known src reg of 0 is performed,
+then the dst register is 32-bit truncated in verifier:
+
+  0: R1=ctx(id=0,off=0,imm=0) R10=fp0
+  0: (b7) r0 = 0
+  1: R0_w=inv0 R1=ctx(id=0,off=0,imm=0) R10=fp0
+  1: (b7) r1 = -1
+  2: R0_w=inv0 R1_w=inv-1 R10=fp0
+  2: (b4) w2 = -1
+  3: R0_w=inv0 R1_w=inv-1 R2_w=inv4294967295 R10=fp0
+  3: (9c) w1 %= w0
+  4: R0_w=inv0 R1_w=inv(id=0,umax_value=4294967295,var_off=(0x0; 0xffffffff)) R2_w=inv4294967295 R10=fp0
+  4: (b7) r0 = 1
+  5: R0_w=inv1 R1_w=inv(id=0,umax_value=4294967295,var_off=(0x0; 0xffffffff)) R2_w=inv4294967295 R10=fp0
+  5: (1d) if r1 == r2 goto pc+1
+   R0_w=inv1 R1_w=inv(id=0,umax_value=4294967295,var_off=(0x0; 0xffffffff)) R2_w=inv4294967295 R10=fp0
+  6: R0_w=inv1 R1_w=inv(id=0,umax_value=4294967295,var_off=(0x0; 0xffffffff)) R2_w=inv4294967295 R10=fp0
+  6: (b7) r0 = 2
+  7: R0_w=inv2 R1_w=inv(id=0,umax_value=4294967295,var_off=(0x0; 0xffffffff)) R2_w=inv4294967295 R10=fp0
+  7: (95) exit
+  7: R0=inv1 R1=inv(id=0,umin_value=4294967295,umax_value=4294967295,var_off=(0x0; 0xffffffff)) R2=inv4294967295 R10=fp0
+  7: (95) exit
+
+However, as a runtime result, we get 2 instead of 1, meaning the dst
+register does not contain (u32)-1 in this case. The reason is fairly
+straight forward given the 0 test leaves the dst register as-is:
+
+  # ./bpftool p d x i 23
+   0: (b7) r0 = 0
+   1: (b7) r1 = -1
+   2: (b4) w2 = -1
+   3: (16) if w0 == 0x0 goto pc+1
+   4: (9c) w1 %= w0
+   5: (b7) r0 = 1
+   6: (1d) if r1 == r2 goto pc+1
+   7: (b7) r0 = 2
+   8: (95) exit
+
+This was originally not an issue given the dst register was marked as
+completely unknown (aka 64 bit unknown). However, after 468f6eafa6c4
+("bpf: fix 32-bit ALU op verification") the verifier casts the register
+output to 32 bit, and hence it becomes 32 bit unknown. Note that for
+the case where the src register is unknown, the dst register is marked
+64 bit unknown. After the fix, the register is truncated by the runtime
+and the test passes:
+
+  # ./bpftool p d x i 23
+   0: (b7) r0 = 0
+   1: (b7) r1 = -1
+   2: (b4) w2 = -1
+   3: (16) if w0 == 0x0 goto pc+2
+   4: (9c) w1 %= w0
+   5: (05) goto pc+1
+   6: (bc) w1 = w1
+   7: (b7) r0 = 1
+   8: (1d) if r1 == r2 goto pc+1
+   9: (b7) r0 = 2
+  10: (95) exit
+
+Semantics also match with {R,W}x mod{64,32} 0 -> {R,W}x. Invalid div
+has always been {R,W}x div{64,32} 0 -> 0. Rewrites are as follows:
+
+  mod32:                            mod64:
+
+  (16) if w0 == 0x0 goto pc+2       (15) if r0 == 0x0 goto pc+1
+  (9c) w1 %= w0                     (9f) r1 %= r0
+  (05) goto pc+1
+  (bc) w1 = w1
+
+[Salvatore Bonaccorso: This is an earlier version based on work by
+Daniel and John which does not rely on availability of the BPF_JMP32
+instruction class. This means it is not even strictly a backport of the
+upstream commit mentioned but based on Daniel's and John's work to
+address the issue and was finalized by Thadeu Lima de Souza Cascardo.]
+
+Fixes: 468f6eafa6c4 ("bpf: fix 32-bit ALU op verification")
+Signed-off-by: Daniel Borkmann <daniel@iogearbox.net>
+Reviewed-by: John Fastabend <john.fastabend@gmail.com>
+Tested-by: Salvatore Bonaccorso <carnil@debian.org>
+Signed-off-by: Thadeu Lima de Souza Cascardo <cascardo@canonical.com>
+Signed-off-by: Edward Liaw <edliaw@google.com>
+Signed-off-by: Greg Kroah-Hartman <gregkh@linuxfoundation.org>
+---
+ kernel/bpf/verifier.c |    9 +++++----
+ 1 file changed, 5 insertions(+), 4 deletions(-)
+
+--- a/kernel/bpf/verifier.c
++++ b/kernel/bpf/verifier.c
+@@ -4846,7 +4846,7 @@ static int fixup_bpf_calls(struct bpf_ve
+                       bool is64 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64;
+                       struct bpf_insn mask_and_div[] = {
+                               BPF_MOV_REG(BPF_CLASS(insn->code), BPF_REG_AX, insn->src_reg),
+-                              /* Rx div 0 -> 0 */
++                              /* [R,W]x div 0 -> 0 */
+                               BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, BPF_REG_AX, 0, 2),
+                               BPF_RAW_REG(*insn, insn->dst_reg, BPF_REG_AX),
+                               BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
+@@ -4854,9 +4854,10 @@ static int fixup_bpf_calls(struct bpf_ve
+                       };
+                       struct bpf_insn mask_and_mod[] = {
+                               BPF_MOV_REG(BPF_CLASS(insn->code), BPF_REG_AX, insn->src_reg),
+-                              /* Rx mod 0 -> Rx */
+-                              BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, BPF_REG_AX, 0, 1),
++                              BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, BPF_REG_AX, 0, 1 + (is64 ? 0 : 1)),
+                               BPF_RAW_REG(*insn, insn->dst_reg, BPF_REG_AX),
++                              BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
++                              BPF_MOV32_REG(insn->dst_reg, insn->dst_reg),
+                       };
+                       struct bpf_insn *patchlet;
+@@ -4866,7 +4867,7 @@ static int fixup_bpf_calls(struct bpf_ve
+                               cnt = ARRAY_SIZE(mask_and_div);
+                       } else {
+                               patchlet = mask_and_mod;
+-                              cnt = ARRAY_SIZE(mask_and_mod);
++                              cnt = ARRAY_SIZE(mask_and_mod) - (is64 ? 2 : 0);
+                       }
+                       new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patchlet, cnt);
index 0164e0138a685f20ea84927e00eba307849da267..af6e0ec69beeeb705b8cddb2283ccf28bdac3be9 100644 (file)
@@ -2,3 +2,7 @@ arm-dts-rockchip-add-power-domains-property-to-dp-no.patch
 btrfs-send-limit-number-of-clones-and-allocated-memo.patch
 ib-hfi1-assign-npages-earlier.patch
 net-remove-warn_on_once-sk-sk_forward_alloc-from-sk_stream_kill_queues.patch
+bpf-do-not-use-ax-register-in-interpreter-on-div-mod.patch
+bpf-fix-subprog-verifier-bypass-by-div-mod-by-0-exception.patch
+bpf-fix-32-bit-src-register-truncation-on-div-mod.patch
+bpf-fix-truncation-handling-for-mod32-dst-reg-wrt-zero.patch