arch/s390/net/bpf_jit_comp.c

   1 /*
   2  * BPF Jit compiler for s390.
   3  *
   4  * Minimum build requirements:
   5  *
   6  *  - HAVE_MARCH_Z196_FEATURES: laal, laalg
   7  *  - HAVE_MARCH_Z10_FEATURES: msfi, cgrj, clgrj
   8  *  - HAVE_MARCH_Z9_109_FEATURES: alfi, llilf, clfi, oilf, nilf
   9  *  - PACK_STACK
  10  *  - 64BIT
  11  *
  12  * Copyright IBM Corp. 2012,2015
  13  *
  14  * Author(s): Martin Schwidefsky <schwidefsky@de.ibm.com>
  15  *            Michael Holzheu <holzheu@linux.vnet.ibm.com>
  16  */
  17
  18 #define KMSG_COMPONENT "bpf_jit"
  19 #define pr_fmt(fmt) KMSG_COMPONENT ": " fmt
  20
  21 #include <linux/netdevice.h>
  22 #include <linux/filter.h>
  23 #include <linux/init.h>
  24 #include <linux/bpf.h>
  25 #include <asm/cacheflush.h>
  26 #include <asm/dis.h>
  27 #include "bpf_jit.h"
  28
  29 int bpf_jit_enable __read_mostly;
  30
  31 struct bpf_jit {
  32         u32 seen;               /* Flags to remember seen eBPF instructions */
  33         u32 seen_reg[16];       /* Array to remember which registers are used */
  34         u32 *addrs;             /* Array with relative instruction addresses */
  35         u8 *prg_buf;            /* Start of program */
  36         int size;               /* Size of program and literal pool */
  37         int size_prg;           /* Size of program */
  38         int prg;                /* Current position in program */
  39         int lit_start;          /* Start of literal pool */
  40         int lit;                /* Current position in literal pool */
  41         int base_ip;            /* Base address for literal pool */
  42         int ret0_ip;            /* Address of return 0 */
  43         int exit_ip;            /* Address of exit */
  44         int tail_call_start;    /* Tail call start offset */
  45         int labels[1];          /* Labels for local jumps */
  46 };
  47
  48 #define BPF_SIZE_MAX    4096    /* Max size for program */
  49
  50 #define SEEN_SKB        1       /* skb access */
  51 #define SEEN_MEM        2       /* use mem[] for temporary storage */
  52 #define SEEN_RET0       4       /* ret0_ip points to a valid return 0 */
  53 #define SEEN_LITERAL    8       /* code uses literals */
  54 #define SEEN_FUNC       16      /* calls C functions */
  55 #define SEEN_TAIL_CALL  32      /* code uses tail calls */
  56 #define SEEN_STACK      (SEEN_FUNC | SEEN_MEM | SEEN_SKB)
  57
  58 /*
  59  * s390 registers
  60  */
  61 #define REG_W0          (__MAX_BPF_REG+0)       /* Work register 1 (even) */
  62 #define REG_W1          (__MAX_BPF_REG+1)       /* Work register 2 (odd) */
  63 #define REG_SKB_DATA    (__MAX_BPF_REG+2)       /* SKB data register */
  64 #define REG_L           (__MAX_BPF_REG+3)       /* Literal pool register */
  65 #define REG_15          (__MAX_BPF_REG+4)       /* Register 15 */
  66 #define REG_0           REG_W0                  /* Register 0 */
  67 #define REG_1           REG_W1                  /* Register 1 */
  68 #define REG_2           BPF_REG_1               /* Register 2 */
  69 #define REG_14          BPF_REG_0               /* Register 14 */
  70
  71 /*
  72  * Mapping of BPF registers to s390 registers
  73  */
  74 static const int reg2hex[] = {
  75         /* Return code */
  76         [BPF_REG_0]     = 14,
  77         /* Function parameters */
  78         [BPF_REG_1]     = 2,
  79         [BPF_REG_2]     = 3,
  80         [BPF_REG_3]     = 4,
  81         [BPF_REG_4]     = 5,
  82         [BPF_REG_5]     = 6,
  83         /* Call saved registers */
  84         [BPF_REG_6]     = 7,
  85         [BPF_REG_7]     = 8,
  86         [BPF_REG_8]     = 9,
  87         [BPF_REG_9]     = 10,
  88         /* BPF stack pointer */
  89         [BPF_REG_FP]    = 13,
  90         /* SKB data pointer */
  91         [REG_SKB_DATA]  = 12,
  92         /* Work registers for s390x backend */
  93         [REG_W0]        = 0,
  94         [REG_W1]        = 1,
  95         [REG_L]         = 11,
  96         [REG_15]        = 15,
  97 };
  98
  99 static inline u32 reg(u32 dst_reg, u32 src_reg)
 100 {
 101         return reg2hex[dst_reg] << 4 | reg2hex[src_reg];
 102 }
 103
 104 static inline u32 reg_high(u32 reg)
 105 {
 106         return reg2hex[reg] << 4;
 107 }
 108
 109 static inline void reg_set_seen(struct bpf_jit *jit, u32 b1)
 110 {
 111         u32 r1 = reg2hex[b1];
 112
 113         if (!jit->seen_reg[r1] && r1 >= 6 && r1 <= 15)
 114                 jit->seen_reg[r1] = 1;
 115 }
 116
 117 #define REG_SET_SEEN(b1)                                        \
 118 ({                                                              \
 119         reg_set_seen(jit, b1);                                  \
 120 })
 121
 122 #define REG_SEEN(b1) jit->seen_reg[reg2hex[(b1)]]
 123
 124 /*
 125  * EMIT macros for code generation
 126  */
 127
 128 #define _EMIT2(op)                                              \
 129 ({                                                              \
 130         if (jit->prg_buf)                                       \
 131                 *(u16 *) (jit->prg_buf + jit->prg) = op;        \
 132         jit->prg += 2;                                          \
 133 })
 134
 135 #define EMIT2(op, b1, b2)                                       \
 136 ({                                                              \
 137         _EMIT2(op | reg(b1, b2));                               \
 138         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
 139         REG_SET_SEEN(b2);                                       \
 140 })
 141
 142 #define _EMIT4(op)                                              \
 143 ({                                                              \
 144         if (jit->prg_buf)                                       \
 145                 *(u32 *) (jit->prg_buf + jit->prg) = op;        \
 146         jit->prg += 4;                                          \
 147 })
 148
 149 #define EMIT4(op, b1, b2)                                       \
 150 ({                                                              \
 151         _EMIT4(op | reg(b1, b2));                               \
 152         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
 153         REG_SET_SEEN(b2);                                       \
 154 })
 155
 156 #define EMIT4_RRF(op, b1, b2, b3)                               \
 157 ({                                                              \
 158         _EMIT4(op | reg_high(b3) << 8 | reg(b1, b2));           \
 159         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
 160         REG_SET_SEEN(b2);                                       \
 161         REG_SET_SEEN(b3);                                       \
 162 })
 163
 164 #define _EMIT4_DISP(op, disp)                                   \
 165 ({                                                              \
 166         unsigned int __disp = (disp) & 0xfff;                   \
 167         _EMIT4(op | __disp);                                    \
 168 })
 169
 170 #define EMIT4_DISP(op, b1, b2, disp)                            \
 171 ({                                                              \
 172         _EMIT4_DISP(op | reg_high(b1) << 16 |                   \
 173                     reg_high(b2) << 8, disp);                   \
 174         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
 175         REG_SET_SEEN(b2);                                       \
 176 })
 177
 178 #define EMIT4_IMM(op, b1, imm)                                  \
 179 ({                                                              \
 180         unsigned int __imm = (imm) & 0xffff;                    \
 181         _EMIT4(op | reg_high(b1) << 16 | __imm);                \
 182         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
 183 })
 184
 185 #define EMIT4_PCREL(op, pcrel)                                  \
 186 ({                                                              \
 187         long __pcrel = ((pcrel) >> 1) & 0xffff;                 \
 188         _EMIT4(op | __pcrel);                                   \
 189 })
 190
 191 #define _EMIT6(op1, op2)                                        \
 192 ({                                                              \
 193         if (jit->prg_buf) {                                     \
 194                 *(u32 *) (jit->prg_buf + jit->prg) = op1;       \
 195                 *(u16 *) (jit->prg_buf + jit->prg + 4) = op2;   \
 196         }                                                       \
 197         jit->prg += 6;                                          \
 198 })
 199
 200 #define _EMIT6_DISP(op1, op2, disp)                             \
 201 ({                                                              \
 202         unsigned int __disp = (disp) & 0xfff;                   \
 203         _EMIT6(op1 | __disp, op2);                              \
 204 })
 205
 206 #define EMIT6_DISP(op1, op2, b1, b2, b3, disp)                  \
 207 ({                                                              \
 208         _EMIT6_DISP(op1 | reg(b1, b2) << 16 |                   \
 209                     reg_high(b3) << 8, op2, disp);              \
 210         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
 211         REG_SET_SEEN(b2);                                       \
 212         REG_SET_SEEN(b3);                                       \
 213 })
 214
 215 #define _EMIT6_DISP_LH(op1, op2, disp)                          \
 216 ({                                                              \
 217         u32 _disp = (u32) disp;                                 \
 218         unsigned int __disp_h = _disp & 0xff000;                \
 219         unsigned int __disp_l = _disp & 0x00fff;                \
 220         _EMIT6(op1 | __disp_l, op2 | __disp_h >> 4);            \
 221 })
 222
 223 #define EMIT6_DISP_LH(op1, op2, b1, b2, b3, disp)               \
 224 ({                                                              \
 225         _EMIT6_DISP_LH(op1 | reg(b1, b2) << 16 |                \
 226                        reg_high(b3) << 8, op2, disp);           \
 227         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
 228         REG_SET_SEEN(b2);                                       \
 229         REG_SET_SEEN(b3);                                       \
 230 })
 231
 232 #define EMIT6_PCREL_LABEL(op1, op2, b1, b2, label, mask)        \
 233 ({                                                              \
 234         int rel = (jit->labels[label] - jit->prg) >> 1;         \
 235         _EMIT6(op1 | reg(b1, b2) << 16 | (rel & 0xffff),        \
 236                op2 | mask << 12);                               \
 237         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
 238         REG_SET_SEEN(b2);                                       \
 239 })
 240
 241 #define EMIT6_PCREL_IMM_LABEL(op1, op2, b1, imm, label, mask)   \
 242 ({                                                              \
 243         int rel = (jit->labels[label] - jit->prg) >> 1;         \
 244         _EMIT6(op1 | (reg_high(b1) | mask) << 16 |              \
 245                 (rel & 0xffff), op2 | (imm & 0xff) << 8);       \
 246         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
 247         BUILD_BUG_ON(((unsigned long) imm) > 0xff);             \
 248 })
 249
 250 #define EMIT6_PCREL(op1, op2, b1, b2, i, off, mask)             \
 251 ({                                                              \
 252         /* Branch instruction needs 6 bytes */                  \
 253         int rel = (addrs[i + off + 1] - (addrs[i + 1] - 6)) / 2;\
 254         _EMIT6(op1 | reg(b1, b2) << 16 | (rel & 0xffff), op2 | mask);   \
 255         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
 256         REG_SET_SEEN(b2);                                       \
 257 })
 258
 259 #define _EMIT6_IMM(op, imm)                                     \
 260 ({                                                              \
 261         unsigned int __imm = (imm);                             \
 262         _EMIT6(op | (__imm >> 16), __imm & 0xffff);             \
 263 })
 264
 265 #define EMIT6_IMM(op, b1, imm)                                  \
 266 ({                                                              \
 267         _EMIT6_IMM(op | reg_high(b1) << 16, imm);               \
 268         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
 269 })
 270
 271 #define EMIT_CONST_U32(val)                                     \
 272 ({                                                              \
 273         unsigned int ret;                                       \
 274         ret = jit->lit - jit->base_ip;                          \
 275         jit->seen |= SEEN_LITERAL;                              \
 276         if (jit->prg_buf)                                       \
 277                 *(u32 *) (jit->prg_buf + jit->lit) = (u32) val; \
 278         jit->lit += 4;                                          \
 279         ret;                                                    \
 280 })
 281
 282 #define EMIT_CONST_U64(val)                                     \
 283 ({                                                              \
 284         unsigned int ret;                                       \
 285         ret = jit->lit - jit->base_ip;                          \
 286         jit->seen |= SEEN_LITERAL;                              \
 287         if (jit->prg_buf)                                       \
 288                 *(u64 *) (jit->prg_buf + jit->lit) = (u64) val; \
 289         jit->lit += 8;                                          \
 290         ret;                                                    \
 291 })
 292
 293 #define EMIT_ZERO(b1)                                           \
 294 ({                                                              \
 295         /* llgfr %dst,%dst (zero extend to 64 bit) */           \
 296         EMIT4(0xb9160000, b1, b1);                              \
 297         REG_SET_SEEN(b1);                                       \
 298 })
 299
 300 /*
 301  * Fill whole space with illegal instructions
 302  */
 303 static void jit_fill_hole(void *area, unsigned int size)
 304 {
 305         memset(area, 0, size);
 306 }
 307
 308 /*
 309  * Save registers from "rs" (register start) to "re" (register end) on stack
 310  */
 311 static void save_regs(struct bpf_jit *jit, u32 rs, u32 re)
 312 {
 313         u32 off = STK_OFF_R6 + (rs - 6) * 8;
 314
 315         if (rs == re)
 316                 /* stg %rs,off(%r15) */
 317                 _EMIT6(0xe300f000 | rs << 20 | off, 0x0024);
 318         else
 319                 /* stmg %rs,%re,off(%r15) */
 320                 _EMIT6_DISP(0xeb00f000 | rs << 20 | re << 16, 0x0024, off);
 321 }
 322
 323 /*
 324  * Restore registers from "rs" (register start) to "re" (register end) on stack
 325  */
 326 static void restore_regs(struct bpf_jit *jit, u32 rs, u32 re)
 327 {
 328         u32 off = STK_OFF_R6 + (rs - 6) * 8;
 329
 330         if (jit->seen & SEEN_STACK)
 331                 off += STK_OFF;
 332
 333         if (rs == re)
 334                 /* lg %rs,off(%r15) */
 335                 _EMIT6(0xe300f000 | rs << 20 | off, 0x0004);
 336         else
 337                 /* lmg %rs,%re,off(%r15) */
 338                 _EMIT6_DISP(0xeb00f000 | rs << 20 | re << 16, 0x0004, off);
 339 }
 340
 341 /*
 342  * Return first seen register (from start)
 343  */
 344 static int get_start(struct bpf_jit *jit, int start)
 345 {
 346         int i;
 347
 348         for (i = start; i <= 15; i++) {
 349                 if (jit->seen_reg[i])
 350                         return i;
 351         }
 352         return 0;
 353 }
 354
 355 /*
 356  * Return last seen register (from start) (gap >= 2)
 357  */
 358 static int get_end(struct bpf_jit *jit, int start)
 359 {
 360         int i;
 361
 362         for (i = start; i < 15; i++) {
 363                 if (!jit->seen_reg[i] && !jit->seen_reg[i + 1])
 364                         return i - 1;
 365         }
 366         return jit->seen_reg[15] ? 15 : 14;
 367 }
 368
 369 #define REGS_SAVE       1
 370 #define REGS_RESTORE    0
 371 /*
 372  * Save and restore clobbered registers (6-15) on stack.
 373  * We save/restore registers in chunks with gap >= 2 registers.
 374  */
 375 static void save_restore_regs(struct bpf_jit *jit, int op)
 376 {
 377
 378         int re = 6, rs;
 379
 380         do {
 381                 rs = get_start(jit, re);
 382                 if (!rs)
 383                         break;
 384                 re = get_end(jit, rs + 1);
 385                 if (op == REGS_SAVE)
 386                         save_regs(jit, rs, re);
 387                 else
 388                         restore_regs(jit, rs, re);
 389                 re++;
 390         } while (re <= 15);
 391 }
 392
 393 /*
 394  * Emit function prologue
 395  *
 396  * Save registers and create stack frame if necessary.
 397  * See stack frame layout desription in "bpf_jit.h"!
 398  */
 399 static void bpf_jit_prologue(struct bpf_jit *jit)
 400 {
 401         if (jit->seen & SEEN_TAIL_CALL) {
 402                 /* xc STK_OFF_TCCNT(4,%r15),STK_OFF_TCCNT(%r15) */
 403                 _EMIT6(0xd703f000 | STK_OFF_TCCNT, 0xf000 | STK_OFF_TCCNT);
 404         } else {
 405                 /* j tail_call_start: NOP if no tail calls are used */
 406                 EMIT4_PCREL(0xa7f40000, 6);
 407                 _EMIT2(0);
 408         }
 409         /* Tail calls have to skip above initialization */
 410         jit->tail_call_start = jit->prg;
 411         /* Save registers */
 412         save_restore_regs(jit, REGS_SAVE);
 413         /* Setup literal pool */
 414         if (jit->seen & SEEN_LITERAL) {
 415                 /* basr %r13,0 */
 416                 EMIT2(0x0d00, REG_L, REG_0);
 417                 jit->base_ip = jit->prg;
 418         }
 419         /* Setup stack and backchain */
 420         if (jit->seen & SEEN_STACK) {
 421                 if (jit->seen & SEEN_FUNC)
 422                         /* lgr %w1,%r15 (backchain) */
 423                         EMIT4(0xb9040000, REG_W1, REG_15);
 424                 /* la %bfp,STK_160_UNUSED(%r15) (BPF frame pointer) */
 425                 EMIT4_DISP(0x41000000, BPF_REG_FP, REG_15, STK_160_UNUSED);
 426                 /* aghi %r15,-STK_OFF */
 427                 EMIT4_IMM(0xa70b0000, REG_15, -STK_OFF);
 428                 if (jit->seen & SEEN_FUNC)
 429                         /* stg %w1,152(%r15) (backchain) */
 430                         EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0024, REG_W1, REG_0,
 431                                       REG_15, 152);
 432         }
 433         /*
 434          * For SKB access %b1 contains the SKB pointer. For "bpf_jit.S"
 435          * we store the SKB header length on the stack and the SKB data
 436          * pointer in REG_SKB_DATA.
 437          */
 438         if (jit->seen & SEEN_SKB) {
 439                 /* Header length: llgf %w1,<len>(%b1) */
 440                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0016, REG_W1, REG_0, BPF_REG_1,
 441                               offsetof(struct sk_buff, len));
 442                 /* s %w1,<data_len>(%b1) */
 443                 EMIT4_DISP(0x5b000000, REG_W1, BPF_REG_1,
 444                            offsetof(struct sk_buff, data_len));
 445                 /* stg %w1,ST_OFF_HLEN(%r0,%r15) */
 446                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0024, REG_W1, REG_0, REG_15,
 447                               STK_OFF_HLEN);
 448                 /* lg %skb_data,data_off(%b1) */
 449                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0004, REG_SKB_DATA, REG_0,
 450                               BPF_REG_1, offsetof(struct sk_buff, data));
 451         }
 452         /* BPF compatibility: clear A (%b0) and X (%b7) registers */
 453         if (REG_SEEN(BPF_REG_A))
 454                 /* lghi %ba,0 */
 455                 EMIT4_IMM(0xa7090000, BPF_REG_A, 0);
 456         if (REG_SEEN(BPF_REG_X))
 457                 /* lghi %bx,0 */
 458                 EMIT4_IMM(0xa7090000, BPF_REG_X, 0);
 459 }
 460
 461 /*
 462  * Function epilogue
 463  */
 464 static void bpf_jit_epilogue(struct bpf_jit *jit)
 465 {
 466         /* Return 0 */
 467         if (jit->seen & SEEN_RET0) {
 468                 jit->ret0_ip = jit->prg;
 469                 /* lghi %b0,0 */
 470                 EMIT4_IMM(0xa7090000, BPF_REG_0, 0);
 471         }
 472         jit->exit_ip = jit->prg;
 473         /* Load exit code: lgr %r2,%b0 */
 474         EMIT4(0xb9040000, REG_2, BPF_REG_0);
 475         /* Restore registers */
 476         save_restore_regs(jit, REGS_RESTORE);
 477         /* br %r14 */
 478         _EMIT2(0x07fe);
 479 }
 480
 481 /*
 482  * Compile one eBPF instruction into s390x code
 483  *
 484  * NOTE: Use noinline because for gcov (-fprofile-arcs) gcc allocates a lot of
 485  * stack space for the large switch statement.
 486  */
 487 static noinline int bpf_jit_insn(struct bpf_jit *jit, struct bpf_prog *fp, int i)
 488 {
 489         struct bpf_insn *insn = &fp->insnsi[i];
 490         int jmp_off, last, insn_count = 1;
 491         unsigned int func_addr, mask;
 492         u32 dst_reg = insn->dst_reg;
 493         u32 src_reg = insn->src_reg;
 494         u32 *addrs = jit->addrs;
 495         s32 imm = insn->imm;
 496         s16 off = insn->off;
 497
 498         switch (insn->code) {
 499         /*
 500          * BPF_MOV
 501          */
 502         case BPF_ALU | BPF_MOV | BPF_X: /* dst = (u32) src */
 503                 /* llgfr %dst,%src */
 504                 EMIT4(0xb9160000, dst_reg, src_reg);
 505                 break;
 506         case BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_X: /* dst = src */
 507                 /* lgr %dst,%src */
 508                 EMIT4(0xb9040000, dst_reg, src_reg);
 509                 break;
 510         case BPF_ALU | BPF_MOV | BPF_K: /* dst = (u32) imm */
 511                 /* llilf %dst,imm */
 512                 EMIT6_IMM(0xc00f0000, dst_reg, imm);
 513                 break;
 514         case BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_K: /* dst = imm */
 515                 /* lgfi %dst,imm */
 516                 EMIT6_IMM(0xc0010000, dst_reg, imm);
 517                 break;
 518         /*
 519          * BPF_LD 64
 520          */
 521         case BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW: /* dst = (u64) imm */
 522         {
 523                 /* 16 byte instruction that uses two 'struct bpf_insn' */
 524                 u64 imm64;
 525
 526                 imm64 = (u64)(u32) insn[0].imm | ((u64)(u32) insn[1].imm) << 32;
 527                 /* lg %dst,<d(imm)>(%l) */
 528                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0004, dst_reg, REG_0, REG_L,
 529                               EMIT_CONST_U64(imm64));
 530                 insn_count = 2;
 531                 break;
 532         }
 533         /*
 534          * BPF_ADD
 535          */
 536         case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_X: /* dst = (u32) dst + (u32) src */
 537                 /* ar %dst,%src */
 538                 EMIT2(0x1a00, dst_reg, src_reg);
 539                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 540                 break;
 541         case BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X: /* dst = dst + src */
 542                 /* agr %dst,%src */
 543                 EMIT4(0xb9080000, dst_reg, src_reg);
 544                 break;
 545         case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_K: /* dst = (u32) dst + (u32) imm */
 546                 if (!imm)
 547                         break;
 548                 /* alfi %dst,imm */
 549                 EMIT6_IMM(0xc20b0000, dst_reg, imm);
 550                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 551                 break;
 552         case BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_K: /* dst = dst + imm */
 553                 if (!imm)
 554                         break;
 555                 /* agfi %dst,imm */
 556                 EMIT6_IMM(0xc2080000, dst_reg, imm);
 557                 break;
 558         /*
 559          * BPF_SUB
 560          */
 561         case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_X: /* dst = (u32) dst - (u32) src */
 562                 /* sr %dst,%src */
 563                 EMIT2(0x1b00, dst_reg, src_reg);
 564                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 565                 break;
 566         case BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X: /* dst = dst - src */
 567                 /* sgr %dst,%src */
 568                 EMIT4(0xb9090000, dst_reg, src_reg);
 569                 break;
 570         case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_K: /* dst = (u32) dst - (u32) imm */
 571                 if (!imm)
 572                         break;
 573                 /* alfi %dst,-imm */
 574                 EMIT6_IMM(0xc20b0000, dst_reg, -imm);
 575                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 576                 break;
 577         case BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_K: /* dst = dst - imm */
 578                 if (!imm)
 579                         break;
 580                 /* agfi %dst,-imm */
 581                 EMIT6_IMM(0xc2080000, dst_reg, -imm);
 582                 break;
 583         /*
 584          * BPF_MUL
 585          */
 586         case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_X: /* dst = (u32) dst * (u32) src */
 587                 /* msr %dst,%src */
 588                 EMIT4(0xb2520000, dst_reg, src_reg);
 589                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 590                 break;
 591         case BPF_ALU64 | BPF_MUL | BPF_X: /* dst = dst * src */
 592                 /* msgr %dst,%src */
 593                 EMIT4(0xb90c0000, dst_reg, src_reg);
 594                 break;
 595         case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_K: /* dst = (u32) dst * (u32) imm */
 596                 if (imm == 1)
 597                         break;
 598                 /* msfi %r5,imm */
 599                 EMIT6_IMM(0xc2010000, dst_reg, imm);
 600                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 601                 break;
 602         case BPF_ALU64 | BPF_MUL | BPF_K: /* dst = dst * imm */
 603                 if (imm == 1)
 604                         break;
 605                 /* msgfi %dst,imm */
 606                 EMIT6_IMM(0xc2000000, dst_reg, imm);
 607                 break;
 608         /*
 609          * BPF_DIV / BPF_MOD
 610          */
 611         case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X: /* dst = (u32) dst / (u32) src */
 612         case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X: /* dst = (u32) dst % (u32) src */
 613         {
 614                 int rc_reg = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV ? REG_W1 : REG_W0;
 615
 616                 jit->seen |= SEEN_RET0;
 617                 /* ltr %src,%src (if src == 0 goto fail) */
 618                 EMIT2(0x1200, src_reg, src_reg);
 619                 /* jz <ret0> */
 620                 EMIT4_PCREL(0xa7840000, jit->ret0_ip - jit->prg);
 621                 /* lhi %w0,0 */
 622                 EMIT4_IMM(0xa7080000, REG_W0, 0);
 623                 /* lr %w1,%dst */
 624                 EMIT2(0x1800, REG_W1, dst_reg);
 625                 /* dlr %w0,%src */
 626                 EMIT4(0xb9970000, REG_W0, src_reg);
 627                 /* llgfr %dst,%rc */
 628                 EMIT4(0xb9160000, dst_reg, rc_reg);
 629                 break;
 630         }
 631         case BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X: /* dst = dst / src */
 632         case BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X: /* dst = dst % src */
 633         {
 634                 int rc_reg = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV ? REG_W1 : REG_W0;
 635
 636                 jit->seen |= SEEN_RET0;
 637                 /* ltgr %src,%src (if src == 0 goto fail) */
 638                 EMIT4(0xb9020000, src_reg, src_reg);
 639                 /* jz <ret0> */
 640                 EMIT4_PCREL(0xa7840000, jit->ret0_ip - jit->prg);
 641                 /* lghi %w0,0 */
 642                 EMIT4_IMM(0xa7090000, REG_W0, 0);
 643                 /* lgr %w1,%dst */
 644                 EMIT4(0xb9040000, REG_W1, dst_reg);
 645                 /* dlgr %w0,%dst */
 646                 EMIT4(0xb9870000, REG_W0, src_reg);
 647                 /* lgr %dst,%rc */
 648                 EMIT4(0xb9040000, dst_reg, rc_reg);
 649                 break;
 650         }
 651         case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_K: /* dst = (u32) dst / (u32) imm */
 652         case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_K: /* dst = (u32) dst % (u32) imm */
 653         {
 654                 int rc_reg = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV ? REG_W1 : REG_W0;
 655
 656                 if (imm == 1) {
 657                         if (BPF_OP(insn->code) == BPF_MOD)
 658                                 /* lhgi %dst,0 */
 659                                 EMIT4_IMM(0xa7090000, dst_reg, 0);
 660                         break;
 661                 }
 662                 /* lhi %w0,0 */
 663                 EMIT4_IMM(0xa7080000, REG_W0, 0);
 664                 /* lr %w1,%dst */
 665                 EMIT2(0x1800, REG_W1, dst_reg);
 666                 /* dl %w0,<d(imm)>(%l) */
 667                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0097, REG_W0, REG_0, REG_L,
 668                               EMIT_CONST_U32(imm));
 669                 /* llgfr %dst,%rc */
 670                 EMIT4(0xb9160000, dst_reg, rc_reg);
 671                 break;
 672         }
 673         case BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_K: /* dst = dst / imm */
 674         case BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_K: /* dst = dst % imm */
 675         {
 676                 int rc_reg = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV ? REG_W1 : REG_W0;
 677
 678                 if (imm == 1) {
 679                         if (BPF_OP(insn->code) == BPF_MOD)
 680                                 /* lhgi %dst,0 */
 681                                 EMIT4_IMM(0xa7090000, dst_reg, 0);
 682                         break;
 683                 }
 684                 /* lghi %w0,0 */
 685                 EMIT4_IMM(0xa7090000, REG_W0, 0);
 686                 /* lgr %w1,%dst */
 687                 EMIT4(0xb9040000, REG_W1, dst_reg);
 688                 /* dlg %w0,<d(imm)>(%l) */
 689                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0087, REG_W0, REG_0, REG_L,
 690                               EMIT_CONST_U64(imm));
 691                 /* lgr %dst,%rc */
 692                 EMIT4(0xb9040000, dst_reg, rc_reg);
 693                 break;
 694         }
 695         /*
 696          * BPF_AND
 697          */
 698         case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_X: /* dst = (u32) dst & (u32) src */
 699                 /* nr %dst,%src */
 700                 EMIT2(0x1400, dst_reg, src_reg);
 701                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 702                 break;
 703         case BPF_ALU64 | BPF_AND | BPF_X: /* dst = dst & src */
 704                 /* ngr %dst,%src */
 705                 EMIT4(0xb9800000, dst_reg, src_reg);
 706                 break;
 707         case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_K: /* dst = (u32) dst & (u32) imm */
 708                 /* nilf %dst,imm */
 709                 EMIT6_IMM(0xc00b0000, dst_reg, imm);
 710                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 711                 break;
 712         case BPF_ALU64 | BPF_AND | BPF_K: /* dst = dst & imm */
 713                 /* ng %dst,<d(imm)>(%l) */
 714                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0080, dst_reg, REG_0, REG_L,
 715                               EMIT_CONST_U64(imm));
 716                 break;
 717         /*
 718          * BPF_OR
 719          */
 720         case BPF_ALU | BPF_OR | BPF_X: /* dst = (u32) dst | (u32) src */
 721                 /* or %dst,%src */
 722                 EMIT2(0x1600, dst_reg, src_reg);
 723                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 724                 break;
 725         case BPF_ALU64 | BPF_OR | BPF_X: /* dst = dst | src */
 726                 /* ogr %dst,%src */
 727                 EMIT4(0xb9810000, dst_reg, src_reg);
 728                 break;
 729         case BPF_ALU | BPF_OR | BPF_K: /* dst = (u32) dst | (u32) imm */
 730                 /* oilf %dst,imm */
 731                 EMIT6_IMM(0xc00d0000, dst_reg, imm);
 732                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 733                 break;
 734         case BPF_ALU64 | BPF_OR | BPF_K: /* dst = dst | imm */
 735                 /* og %dst,<d(imm)>(%l) */
 736                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0081, dst_reg, REG_0, REG_L,
 737                               EMIT_CONST_U64(imm));
 738                 break;
 739         /*
 740          * BPF_XOR
 741          */
 742         case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_X: /* dst = (u32) dst ^ (u32) src */
 743                 /* xr %dst,%src */
 744                 EMIT2(0x1700, dst_reg, src_reg);
 745                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 746                 break;
 747         case BPF_ALU64 | BPF_XOR | BPF_X: /* dst = dst ^ src */
 748                 /* xgr %dst,%src */
 749                 EMIT4(0xb9820000, dst_reg, src_reg);
 750                 break;
 751         case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_K: /* dst = (u32) dst ^ (u32) imm */
 752                 if (!imm)
 753                         break;
 754                 /* xilf %dst,imm */
 755                 EMIT6_IMM(0xc0070000, dst_reg, imm);
 756                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 757                 break;
 758         case BPF_ALU64 | BPF_XOR | BPF_K: /* dst = dst ^ imm */
 759                 /* xg %dst,<d(imm)>(%l) */
 760                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0082, dst_reg, REG_0, REG_L,
 761                               EMIT_CONST_U64(imm));
 762                 break;
 763         /*
 764          * BPF_LSH
 765          */
 766         case BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_X: /* dst = (u32) dst << (u32) src */
 767                 /* sll %dst,0(%src) */
 768                 EMIT4_DISP(0x89000000, dst_reg, src_reg, 0);
 769                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 770                 break;
 771         case BPF_ALU64 | BPF_LSH | BPF_X: /* dst = dst << src */
 772                 /* sllg %dst,%dst,0(%src) */
 773                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x000d, dst_reg, dst_reg, src_reg, 0);
 774                 break;
 775         case BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_K: /* dst = (u32) dst << (u32) imm */
 776                 if (imm == 0)
 777                         break;
 778                 /* sll %dst,imm(%r0) */
 779                 EMIT4_DISP(0x89000000, dst_reg, REG_0, imm);
 780                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 781                 break;
 782         case BPF_ALU64 | BPF_LSH | BPF_K: /* dst = dst << imm */
 783                 if (imm == 0)
 784                         break;
 785                 /* sllg %dst,%dst,imm(%r0) */
 786                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x000d, dst_reg, dst_reg, REG_0, imm);
 787                 break;
 788         /*
 789          * BPF_RSH
 790          */
 791         case BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_X: /* dst = (u32) dst >> (u32) src */
 792                 /* srl %dst,0(%src) */
 793                 EMIT4_DISP(0x88000000, dst_reg, src_reg, 0);
 794                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 795                 break;
 796         case BPF_ALU64 | BPF_RSH | BPF_X: /* dst = dst >> src */
 797                 /* srlg %dst,%dst,0(%src) */
 798                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x000c, dst_reg, dst_reg, src_reg, 0);
 799                 break;
 800         case BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_K: /* dst = (u32) dst >> (u32) imm */
 801                 if (imm == 0)
 802                         break;
 803                 /* srl %dst,imm(%r0) */
 804                 EMIT4_DISP(0x88000000, dst_reg, REG_0, imm);
 805                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 806                 break;
 807         case BPF_ALU64 | BPF_RSH | BPF_K: /* dst = dst >> imm */
 808                 if (imm == 0)
 809                         break;
 810                 /* srlg %dst,%dst,imm(%r0) */
 811                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x000c, dst_reg, dst_reg, REG_0, imm);
 812                 break;
 813         /*
 814          * BPF_ARSH
 815          */
 816         case BPF_ALU64 | BPF_ARSH | BPF_X: /* ((s64) dst) >>= src */
 817                 /* srag %dst,%dst,0(%src) */
 818                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x000a, dst_reg, dst_reg, src_reg, 0);
 819                 break;
 820         case BPF_ALU64 | BPF_ARSH | BPF_K: /* ((s64) dst) >>= imm */
 821                 if (imm == 0)
 822                         break;
 823                 /* srag %dst,%dst,imm(%r0) */
 824                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x000a, dst_reg, dst_reg, REG_0, imm);
 825                 break;
 826         /*
 827          * BPF_NEG
 828          */
 829         case BPF_ALU | BPF_NEG: /* dst = (u32) -dst */
 830                 /* lcr %dst,%dst */
 831                 EMIT2(0x1300, dst_reg, dst_reg);
 832                 EMIT_ZERO(dst_reg);
 833                 break;
 834         case BPF_ALU64 | BPF_NEG: /* dst = -dst */
 835                 /* lcgr %dst,%dst */
 836                 EMIT4(0xb9130000, dst_reg, dst_reg);
 837                 break;
 838         /*
 839          * BPF_FROM_BE/LE
 840          */
 841         case BPF_ALU | BPF_END | BPF_FROM_BE:
 842                 /* s390 is big endian, therefore only clear high order bytes */
 843                 switch (imm) {
 844                 case 16: /* dst = (u16) cpu_to_be16(dst) */
 845                         /* llghr %dst,%dst */
 846                         EMIT4(0xb9850000, dst_reg, dst_reg);
 847                         break;
 848                 case 32: /* dst = (u32) cpu_to_be32(dst) */
 849                         /* llgfr %dst,%dst */
 850                         EMIT4(0xb9160000, dst_reg, dst_reg);
 851                         break;
 852                 case 64: /* dst = (u64) cpu_to_be64(dst) */
 853                         break;
 854                 }
 855                 break;
 856         case BPF_ALU | BPF_END | BPF_FROM_LE:
 857                 switch (imm) {
 858                 case 16: /* dst = (u16) cpu_to_le16(dst) */
 859                         /* lrvr %dst,%dst */
 860                         EMIT4(0xb91f0000, dst_reg, dst_reg);
 861                         /* srl %dst,16(%r0) */
 862                         EMIT4_DISP(0x88000000, dst_reg, REG_0, 16);
 863                         /* llghr %dst,%dst */
 864                         EMIT4(0xb9850000, dst_reg, dst_reg);
 865                         break;
 866                 case 32: /* dst = (u32) cpu_to_le32(dst) */
 867                         /* lrvr %dst,%dst */
 868                         EMIT4(0xb91f0000, dst_reg, dst_reg);
 869                         /* llgfr %dst,%dst */
 870                         EMIT4(0xb9160000, dst_reg, dst_reg);
 871                         break;
 872                 case 64: /* dst = (u64) cpu_to_le64(dst) */
 873                         /* lrvgr %dst,%dst */
 874                         EMIT4(0xb90f0000, dst_reg, dst_reg);
 875                         break;
 876                 }
 877                 break;
 878         /*
 879          * BPF_ST(X)
 880          */
 881         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B: /* *(u8 *)(dst + off) = src_reg */
 882                 /* stcy %src,off(%dst) */
 883                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0072, src_reg, dst_reg, REG_0, off);
 884                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 885                 break;
 886         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H: /* (u16 *)(dst + off) = src */
 887                 /* sthy %src,off(%dst) */
 888                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0070, src_reg, dst_reg, REG_0, off);
 889                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 890                 break;
 891         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W: /* *(u32 *)(dst + off) = src */
 892                 /* sty %src,off(%dst) */
 893                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0050, src_reg, dst_reg, REG_0, off);
 894                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 895                 break;
 896         case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW: /* (u64 *)(dst + off) = src */
 897                 /* stg %src,off(%dst) */
 898                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0024, src_reg, dst_reg, REG_0, off);
 899                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 900                 break;
 901         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B: /* *(u8 *)(dst + off) = imm */
 902                 /* lhi %w0,imm */
 903                 EMIT4_IMM(0xa7080000, REG_W0, (u8) imm);
 904                 /* stcy %w0,off(dst) */
 905                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0072, REG_W0, dst_reg, REG_0, off);
 906                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 907                 break;
 908         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H: /* (u16 *)(dst + off) = imm */
 909                 /* lhi %w0,imm */
 910                 EMIT4_IMM(0xa7080000, REG_W0, (u16) imm);
 911                 /* sthy %w0,off(dst) */
 912                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0070, REG_W0, dst_reg, REG_0, off);
 913                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 914                 break;
 915         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W: /* *(u32 *)(dst + off) = imm */
 916                 /* llilf %w0,imm  */
 917                 EMIT6_IMM(0xc00f0000, REG_W0, (u32) imm);
 918                 /* sty %w0,off(%dst) */
 919                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0050, REG_W0, dst_reg, REG_0, off);
 920                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 921                 break;
 922         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW: /* *(u64 *)(dst + off) = imm */
 923                 /* lgfi %w0,imm */
 924                 EMIT6_IMM(0xc0010000, REG_W0, imm);
 925                 /* stg %w0,off(%dst) */
 926                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0024, REG_W0, dst_reg, REG_0, off);
 927                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 928                 break;
 929         /*
 930          * BPF_STX XADD (atomic_add)
 931          */
 932         case BPF_STX | BPF_XADD | BPF_W: /* *(u32 *)(dst + off) += src */
 933                 /* laal %w0,%src,off(%dst) */
 934                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x00fa, REG_W0, src_reg,
 935                               dst_reg, off);
 936                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 937                 break;
 938         case BPF_STX | BPF_XADD | BPF_DW: /* *(u64 *)(dst + off) += src */
 939                 /* laalg %w0,%src,off(%dst) */
 940                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x00ea, REG_W0, src_reg,
 941                               dst_reg, off);
 942                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 943                 break;
 944         /*
 945          * BPF_LDX
 946          */
 947         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B: /* dst = *(u8 *)(ul) (src + off) */
 948                 /* llgc %dst,0(off,%src) */
 949                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0090, dst_reg, src_reg, REG_0, off);
 950                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 951                 break;
 952         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H: /* dst = *(u16 *)(ul) (src + off) */
 953                 /* llgh %dst,0(off,%src) */
 954                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0091, dst_reg, src_reg, REG_0, off);
 955                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 956                 break;
 957         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W: /* dst = *(u32 *)(ul) (src + off) */
 958                 /* llgf %dst,off(%src) */
 959                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 960                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0016, dst_reg, src_reg, REG_0, off);
 961                 break;
 962         case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW: /* dst = *(u64 *)(ul) (src + off) */
 963                 /* lg %dst,0(off,%src) */
 964                 jit->seen |= SEEN_MEM;
 965                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0004, dst_reg, src_reg, REG_0, off);
 966                 break;
 967         /*
 968          * BPF_JMP / CALL
 969          */
 970         case BPF_JMP | BPF_CALL:
 971         {
 972                 /*
 973                  * b0 = (__bpf_call_base + imm)(b1, b2, b3, b4, b5)
 974                  */
 975                 const u64 func = (u64)__bpf_call_base + imm;
 976
 977                 if (bpf_helper_changes_skb_data((void *)func))
 978                         /* TODO reload skb->data, hlen */
 979                         return -1;
 980
 981                 REG_SET_SEEN(BPF_REG_5);
 982                 jit->seen |= SEEN_FUNC;
 983                 /* lg %w1,<d(imm)>(%l) */
 984                 EMIT6_DISP(0xe3000000, 0x0004, REG_W1, REG_0, REG_L,
 985                            EMIT_CONST_U64(func));
 986                 /* basr %r14,%w1 */
 987                 EMIT2(0x0d00, REG_14, REG_W1);
 988                 /* lgr %b0,%r2: load return value into %b0 */
 989                 EMIT4(0xb9040000, BPF_REG_0, REG_2);
 990                 break;
 991         }
 992         case BPF_JMP | BPF_CALL | BPF_X:
 993                 /*
 994                  * Implicit input:
 995                  *  B1: pointer to ctx
 996                  *  B2: pointer to bpf_array
 997                  *  B3: index in bpf_array
 998                  */
 999                 jit->seen |= SEEN_TAIL_CALL;
1000
1001                 /*
1002                  * if (index >= array->map.max_entries)
1003                  *         goto out;
1004                  */
1005
1006                 /* llgf %w1,map.max_entries(%b2) */
1007                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0016, REG_W1, REG_0, BPF_REG_2,
1008                               offsetof(struct bpf_array, map.max_entries));
1009                 /* clgrj %b3,%w1,0xa,label0: if %b3 >= %w1 goto out */
1010                 EMIT6_PCREL_LABEL(0xec000000, 0x0065, BPF_REG_3,
1011                                   REG_W1, 0, 0xa);
1012
1013                 /*
1014                  * if (tail_call_cnt++ > MAX_TAIL_CALL_CNT)
1015                  *         goto out;
1016                  */
1017
1018                 if (jit->seen & SEEN_STACK)
1019                         off = STK_OFF_TCCNT + STK_OFF;
1020                 else
1021                         off = STK_OFF_TCCNT;
1022                 /* lhi %w0,1 */
1023                 EMIT4_IMM(0xa7080000, REG_W0, 1);
1024                 /* laal %w1,%w0,off(%r15) */
1025                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x00fa, REG_W1, REG_W0, REG_15, off);
1026                 /* clij %w1,MAX_TAIL_CALL_CNT,0x2,label0 */
1027                 EMIT6_PCREL_IMM_LABEL(0xec000000, 0x007f, REG_W1,
1028                                       MAX_TAIL_CALL_CNT, 0, 0x2);
1029
1030                 /*
1031                  * prog = array->prog[index];
1032                  * if (prog == NULL)
1033                  *         goto out;
1034                  */
1035
1036                 /* sllg %r1,%b3,3: %r1 = index * 8 */
1037                 EMIT6_DISP_LH(0xeb000000, 0x000d, REG_1, BPF_REG_3, REG_0, 3);
1038                 /* lg %r1,prog(%b2,%r1) */
1039                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0004, REG_1, BPF_REG_2,
1040                               REG_1, offsetof(struct bpf_array, prog));
1041                 /* clgij %r1,0,0x8,label0 */
1042                 EMIT6_PCREL_IMM_LABEL(0xec000000, 0x007d, REG_1, 0, 0, 0x8);
1043
1044                 /*
1045                  * Restore registers before calling function
1046                  */
1047                 save_restore_regs(jit, REGS_RESTORE);
1048
1049                 /*
1050                  * goto *(prog->bpf_func + tail_call_start);
1051                  */
1052
1053                 /* lg %r1,bpf_func(%r1) */
1054                 EMIT6_DISP_LH(0xe3000000, 0x0004, REG_1, REG_1, REG_0,
1055                               offsetof(struct bpf_prog, bpf_func));
1056                 /* bc 0xf,tail_call_start(%r1) */
1057                 _EMIT4(0x47f01000 + jit->tail_call_start);
1058                 /* out: */
1059                 jit->labels[0] = jit->prg;
1060                 break;
1061         case BPF_JMP | BPF_EXIT: /* return b0 */
1062                 last = (i == fp->len - 1) ? 1 : 0;
1063                 if (last && !(jit->seen & SEEN_RET0))
1064                         break;
1065                 /* j <exit> */
1066                 EMIT4_PCREL(0xa7f40000, jit->exit_ip - jit->prg);
1067                 break;
1068         /*
1069          * Branch relative (number of skipped instructions) to offset on
1070          * condition.
1071          *
1072          * Condition code to mask mapping:
1073          *
1074          * CC | Description        | Mask
1075          * ------------------------------
1076          * 0  | Operands equal     |    8
1077          * 1  | First operand low  |    4
1078          * 2  | First operand high |    2
1079          * 3  | Unused             |    1
1080          *
1081          * For s390x relative branches: ip = ip + off_bytes
1082          * For BPF relative branches:   insn = insn + off_insns + 1
1083          *
1084          * For example for s390x with offset 0 we jump to the branch
1085          * instruction itself (loop) and for BPF with offset 0 we
1086          * branch to the instruction behind the branch.
1087          */
1088         case BPF_JMP | BPF_JA: /* if (true) */
1089                 mask = 0xf000; /* j */
1090                 goto branch_oc;
1091         case BPF_JMP | BPF_JSGT | BPF_K: /* ((s64) dst > (s64) imm) */
1092                 mask = 0x2000; /* jh */
1093                 goto branch_ks;
1094         case BPF_JMP | BPF_JSGE | BPF_K: /* ((s64) dst >= (s64) imm) */
1095                 mask = 0xa000; /* jhe */
1096                 goto branch_ks;
1097         case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_K: /* (dst_reg > imm) */
1098                 mask = 0x2000; /* jh */
1099                 goto branch_ku;
1100         case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_K: /* (dst_reg >= imm) */
1101                 mask = 0xa000; /* jhe */
1102                 goto branch_ku;
1103         case BPF_JMP | BPF_JNE | BPF_K: /* (dst_reg != imm) */
1104                 mask = 0x7000; /* jne */
1105                 goto branch_ku;
1106         case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_K: /* (dst_reg == imm) */
1107                 mask = 0x8000; /* je */
1108                 goto branch_ku;
1109         case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_K: /* (dst_reg & imm) */
1110                 mask = 0x7000; /* jnz */
1111                 /* lgfi %w1,imm (load sign extend imm) */
1112                 EMIT6_IMM(0xc0010000, REG_W1, imm);
1113                 /* ngr %w1,%dst */
1114                 EMIT4(0xb9800000, REG_W1, dst_reg);
1115                 goto branch_oc;
1116
1117         case BPF_JMP | BPF_JSGT | BPF_X: /* ((s64) dst > (s64) src) */
1118                 mask = 0x2000; /* jh */
1119                 goto branch_xs;
1120         case BPF_JMP | BPF_JSGE | BPF_X: /* ((s64) dst >= (s64) src) */
1121                 mask = 0xa000; /* jhe */
1122                 goto branch_xs;
1123         case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_X: /* (dst > src) */
1124                 mask = 0x2000; /* jh */
1125                 goto branch_xu;
1126         case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_X: /* (dst >= src) */
1127                 mask = 0xa000; /* jhe */
1128                 goto branch_xu;
1129         case BPF_JMP | BPF_JNE | BPF_X: /* (dst != src) */
1130                 mask = 0x7000; /* jne */
1131                 goto branch_xu;
1132         case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_X: /* (dst == src) */
1133                 mask = 0x8000; /* je */
1134                 goto branch_xu;
1135         case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_X: /* (dst & src) */
1136                 mask = 0x7000; /* jnz */
1137                 /* ngrk %w1,%dst,%src */
1138                 EMIT4_RRF(0xb9e40000, REG_W1, dst_reg, src_reg);
1139                 goto branch_oc;
1140 branch_ks:
1141                 /* lgfi %w1,imm (load sign extend imm) */
1142                 EMIT6_IMM(0xc0010000, REG_W1, imm);
1143                 /* cgrj %dst,%w1,mask,off */
1144                 EMIT6_PCREL(0xec000000, 0x0064, dst_reg, REG_W1, i, off, mask);
1145                 break;
1146 branch_ku:
1147                 /* lgfi %w1,imm (load sign extend imm) */
1148                 EMIT6_IMM(0xc0010000, REG_W1, imm);
1149                 /* clgrj %dst,%w1,mask,off */
1150                 EMIT6_PCREL(0xec000000, 0x0065, dst_reg, REG_W1, i, off, mask);
1151                 break;
1152 branch_xs:
1153                 /* cgrj %dst,%src,mask,off */
1154                 EMIT6_PCREL(0xec000000, 0x0064, dst_reg, src_reg, i, off, mask);
1155                 break;
1156 branch_xu:
1157                 /* clgrj %dst,%src,mask,off */
1158                 EMIT6_PCREL(0xec000000, 0x0065, dst_reg, src_reg, i, off, mask);
1159                 break;
1160 branch_oc:
1161                 /* brc mask,jmp_off (branch instruction needs 4 bytes) */
1162                 jmp_off = addrs[i + off + 1] - (addrs[i + 1] - 4);
1163                 EMIT4_PCREL(0xa7040000 | mask << 8, jmp_off);
1164                 break;
1165         /*
1166          * BPF_LD
1167          */
1168         case BPF_LD | BPF_ABS | BPF_B: /* b0 = *(u8 *) (skb->data+imm) */
1169         case BPF_LD | BPF_IND | BPF_B: /* b0 = *(u8 *) (skb->data+imm+src) */
1170                 if ((BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS) && (imm >= 0))
1171                         func_addr = __pa(sk_load_byte_pos);
1172                 else
1173                         func_addr = __pa(sk_load_byte);
1174                 goto call_fn;
1175         case BPF_LD | BPF_ABS | BPF_H: /* b0 = *(u16 *) (skb->data+imm) */
1176         case BPF_LD | BPF_IND | BPF_H: /* b0 = *(u16 *) (skb->data+imm+src) */
1177                 if ((BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS) && (imm >= 0))
1178                         func_addr = __pa(sk_load_half_pos);
1179                 else
1180                         func_addr = __pa(sk_load_half);
1181                 goto call_fn;
1182         case BPF_LD | BPF_ABS | BPF_W: /* b0 = *(u32 *) (skb->data+imm) */
1183         case BPF_LD | BPF_IND | BPF_W: /* b0 = *(u32 *) (skb->data+imm+src) */
1184                 if ((BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS) && (imm >= 0))
1185                         func_addr = __pa(sk_load_word_pos);
1186                 else
1187                         func_addr = __pa(sk_load_word);
1188                 goto call_fn;
1189 call_fn:
1190                 jit->seen |= SEEN_SKB | SEEN_RET0 | SEEN_FUNC;
1191                 REG_SET_SEEN(REG_14); /* Return address of possible func call */
1192
1193                 /*
1194                  * Implicit input:
1195                  *  BPF_REG_6    (R7) : skb pointer
1196                  *  REG_SKB_DATA (R12): skb data pointer
1197                  *
1198                  * Calculated input:
1199                  *  BPF_REG_2    (R3) : offset of byte(s) to fetch in skb
1200                  *  BPF_REG_5    (R6) : return address
1201                  *
1202                  * Output:
1203                  *  BPF_REG_0    (R14): data read from skb
1204                  *
1205                  * Scratch registers (BPF_REG_1-5)
1206                  */
1207
1208                 /* Call function: llilf %w1,func_addr  */
1209                 EMIT6_IMM(0xc00f0000, REG_W1, func_addr);
1210
1211                 /* Offset: lgfi %b2,imm */
1212                 EMIT6_IMM(0xc0010000, BPF_REG_2, imm);
1213                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_IND)
1214                         /* agfr %b2,%src (%src is s32 here) */
1215                         EMIT4(0xb9180000, BPF_REG_2, src_reg);
1216
1217                 /* basr %b5,%w1 (%b5 is call saved) */
1218                 EMIT2(0x0d00, BPF_REG_5, REG_W1);
1219
1220                 /*
1221                  * Note: For fast access we jump directly after the
1222                  * jnz instruction from bpf_jit.S
1223                  */
1224                 /* jnz <ret0> */
1225                 EMIT4_PCREL(0xa7740000, jit->ret0_ip - jit->prg);
1226                 break;
1227         default: /* too complex, give up */
1228                 pr_err("Unknown opcode %02x\n", insn->code);
1229                 return -1;
1230         }
1231         return insn_count;
1232 }
1233
1234 /*
1235  * Compile eBPF program into s390x code
1236  */
1237 static int bpf_jit_prog(struct bpf_jit *jit, struct bpf_prog *fp)
1238 {
1239         int i, insn_count;
1240
1241         jit->lit = jit->lit_start;
1242         jit->prg = 0;
1243
1244         bpf_jit_prologue(jit);
1245         for (i = 0; i < fp->len; i += insn_count) {
1246                 insn_count = bpf_jit_insn(jit, fp, i);
1247                 if (insn_count < 0)
1248                         return -1;
1249                 jit->addrs[i + 1] = jit->prg; /* Next instruction address */
1250         }
1251         bpf_jit_epilogue(jit);
1252
1253         jit->lit_start = jit->prg;
1254         jit->size = jit->lit;
1255         jit->size_prg = jit->prg;
1256         return 0;
1257 }
1258
1259 /*
1260  * Classic BPF function stub. BPF programs will be converted into
1261  * eBPF and then bpf_int_jit_compile() will be called.
1262  */
1263 void bpf_jit_compile(struct bpf_prog *fp)
1264 {
1265 }
1266
1267 /*
1268  * Compile eBPF program "fp"
1269  */
1270 void bpf_int_jit_compile(struct bpf_prog *fp)
1271 {
1272         struct bpf_binary_header *header;
1273         struct bpf_jit jit;
1274         int pass;
1275
1276         if (!bpf_jit_enable)
1277                 return;
1278         memset(&jit, 0, sizeof(jit));
1279         jit.addrs = kcalloc(fp->len + 1, sizeof(*jit.addrs), GFP_KERNEL);
1280         if (jit.addrs == NULL)
1281                 return;
1282         /*
1283          * Three initial passes:
1284          *   - 1/2: Determine clobbered registers
1285          *   - 3:   Calculate program size and addrs arrray
1286          */
1287         for (pass = 1; pass <= 3; pass++) {
1288                 if (bpf_jit_prog(&jit, fp))
1289                         goto free_addrs;
1290         }
1291         /*
1292          * Final pass: Allocate and generate program
1293          */
1294         if (jit.size >= BPF_SIZE_MAX)
1295                 goto free_addrs;
1296         header = bpf_jit_binary_alloc(jit.size, &jit.prg_buf, 2, jit_fill_hole);
1297         if (!header)
1298                 goto free_addrs;
1299         if (bpf_jit_prog(&jit, fp))
1300                 goto free_addrs;
1301         if (bpf_jit_enable > 1) {
1302                 bpf_jit_dump(fp->len, jit.size, pass, jit.prg_buf);
1303                 if (jit.prg_buf)
1304                         print_fn_code(jit.prg_buf, jit.size_prg);
1305         }
1306         if (jit.prg_buf) {
1307                 set_memory_ro((unsigned long)header, header->pages);
1308                 fp->bpf_func = (void *) jit.prg_buf;
1309                 fp->jited = true;
1310         }
1311 free_addrs:
1312         kfree(jit.addrs);
1313 }
1314
1315 /*
1316  * Free eBPF program
1317  */
1318 void bpf_jit_free(struct bpf_prog *fp)
1319 {
1320         unsigned long addr = (unsigned long)fp->bpf_func & PAGE_MASK;
1321         struct bpf_binary_header *header = (void *)addr;
1322
1323         if (!fp->jited)
1324                 goto free_filter;
1325
1326         set_memory_rw(addr, header->pages);
1327         bpf_jit_binary_free(header);
1328
1329 free_filter:
1330         bpf_prog_unlock_free(fp);
1331 }