Quelle  bpf_jit.h   Sprache: C

/* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only */
/*
 * BPF JIT compiler for LoongArch
 *
 * Copyright (C) 2022 Loongson Technology Corporation Limited
 */
#include <linux/bitfield.h>
#include <linux/bpf.h>
#include <linux/filter.h>
#include <asm/cacheflush.h>
#include <asm/inst.h>

struct jit_ctx {
 const struct bpf_prog *prog;
 unsigned int idx;
 unsigned int flags;
 unsigned int epilogue_offset;
 u32 *offset;
 int num_exentries;
 union loongarch_instruction *image;
 union loongarch_instruction *ro_image;
 u32 stack_size;
};

struct jit_data {
 struct bpf_binary_header *header;
 u8 *image;
 struct jit_ctx ctx;
};

static inline void emit_nop(union loongarch_instruction *insn)
{
 insn->word = INSN_NOP;
}

#define emit_insn(ctx, func, ...)      \
do {          \
 if (ctx->image != NULL) {      \
  union loongarch_instruction *insn = &ctx->image[ctx->idx]; \
  emit_##func(insn, ##__VA_ARGS__);    \
 }         \
 ctx->idx++;        \
} while (0)

#define is_signed_imm12(val) signed_imm_check(val, 12)
#define is_signed_imm14(val) signed_imm_check(val, 14)
#define is_signed_imm16(val) signed_imm_check(val, 16)
#define is_signed_imm26(val) signed_imm_check(val, 26)
#define is_signed_imm32(val) signed_imm_check(val, 32)
#define is_signed_imm52(val) signed_imm_check(val, 52)
#define is_unsigned_imm12(val) unsigned_imm_check(val, 12)

static inline int bpf2la_offset(int bpf_insn, int off, const struct jit_ctx *ctx)
{
 /* BPF JMP offset is relative to the next instruction */
 bpf_insn++;
 /*
 * Whereas LoongArch branch instructions encode the offset
 * from the branch itself, so we must subtract 1 from the
 * instruction offset.
 */
 return (ctx->offset[bpf_insn + off] - (ctx->offset[bpf_insn] - 1));
}

static inline int epilogue_offset(const struct jit_ctx *ctx)
{
 int from = ctx->idx;
 int to = ctx->epilogue_offset;

 return (to - from);
}

/* Zero-extend 32 bits into 64 bits */
static inline void emit_zext_32(struct jit_ctx *ctx, enum loongarch_gpr reg, bool is32)
{
 if (!is32)
  return;

 emit_insn(ctx, lu32id, reg, 0);
}

/* Signed-extend 32 bits into 64 bits */
static inline void emit_sext_32(struct jit_ctx *ctx, enum loongarch_gpr reg, bool is32)
{
 if (!is32)
  return;

 emit_insn(ctx, addiw, reg, reg, 0);
}

static inline void move_addr(struct jit_ctx *ctx, enum loongarch_gpr rd, u64 addr)
{
 u64 imm_11_0, imm_31_12, imm_51_32, imm_63_52;

 /* lu12iw rd, imm_31_12 */
 imm_31_12 = (addr >> 12) & 0xfffff;
 emit_insn(ctx, lu12iw, rd, imm_31_12);

 /* ori rd, rd, imm_11_0 */
 imm_11_0 = addr & 0xfff;
 emit_insn(ctx, ori, rd, rd, imm_11_0);

 /* lu32id rd, imm_51_32 */
 imm_51_32 = (addr >> 32) & 0xfffff;
 emit_insn(ctx, lu32id, rd, imm_51_32);

 /* lu52id rd, rd, imm_63_52 */
 imm_63_52 = (addr >> 52) & 0xfff;
 emit_insn(ctx, lu52id, rd, rd, imm_63_52);
}

static inline void move_imm(struct jit_ctx *ctx, enum loongarch_gpr rd, long imm, bool is32)
{
 long imm_11_0, imm_31_12, imm_51_32, imm_63_52, imm_51_0, imm_51_31;

 /* or rd, $zero, $zero */
 if (imm == 0) {
  emit_insn(ctx, or, rd, LOONGARCH_GPR_ZERO, LOONGARCH_GPR_ZERO);
  return;
 }

 /* addiw rd, $zero, imm_11_0 */
 if (is_signed_imm12(imm)) {
  emit_insn(ctx, addiw, rd, LOONGARCH_GPR_ZERO, imm);
  goto zext;
 }

 /* ori rd, $zero, imm_11_0 */
 if (is_unsigned_imm12(imm)) {
  emit_insn(ctx, ori, rd, LOONGARCH_GPR_ZERO, imm);
  goto zext;
 }

 /* lu52id rd, $zero, imm_63_52 */
 imm_63_52 = (imm >> 52) & 0xfff;
 imm_51_0 = imm & 0xfffffffffffff;
 if (imm_63_52 != 0 && imm_51_0 == 0) {
  emit_insn(ctx, lu52id, rd, LOONGARCH_GPR_ZERO, imm_63_52);
  return;
 }

 /* lu12iw rd, imm_31_12 */
 imm_31_12 = (imm >> 12) & 0xfffff;
 emit_insn(ctx, lu12iw, rd, imm_31_12);

 /* ori rd, rd, imm_11_0 */
 imm_11_0 = imm & 0xfff;
 if (imm_11_0 != 0)
  emit_insn(ctx, ori, rd, rd, imm_11_0);

 if (!is_signed_imm32(imm)) {
  if (imm_51_0 != 0) {
   /*
 * If bit[51:31] is all 0 or all 1,
 * it means bit[51:32] is sign extended by lu12iw,
 * no need to call lu32id to do a new filled operation.
 */
   imm_51_31 = (imm >> 31) & 0x1fffff;
   if (imm_51_31 != 0 && imm_51_31 != 0x1fffff) {
    /* lu32id rd, imm_51_32 */
    imm_51_32 = (imm >> 32) & 0xfffff;
    emit_insn(ctx, lu32id, rd, imm_51_32);
   }
  }

  /* lu52id rd, rd, imm_63_52 */
  if (!is_signed_imm52(imm))
   emit_insn(ctx, lu52id, rd, rd, imm_63_52);
 }

zext:
 emit_zext_32(ctx, rd, is32);
}

static inline void move_reg(struct jit_ctx *ctx, enum loongarch_gpr rd,
       enum loongarch_gpr rj)
{
 emit_insn(ctx, or, rd, rj, LOONGARCH_GPR_ZERO);
}

static inline int invert_jmp_cond(u8 cond)
{
 switch (cond) {
 case BPF_JEQ:
  return BPF_JNE;
 case BPF_JNE:
 case BPF_JSET:
  return BPF_JEQ;
 case BPF_JGT:
  return BPF_JLE;
 case BPF_JGE:
  return BPF_JLT;
 case BPF_JLT:
  return BPF_JGE;
 case BPF_JLE:
  return BPF_JGT;
 case BPF_JSGT:
  return BPF_JSLE;
 case BPF_JSGE:
  return BPF_JSLT;
 case BPF_JSLT:
  return BPF_JSGE;
 case BPF_JSLE:
  return BPF_JSGT;
 }
 return -1;
}

static inline void cond_jmp_offset(struct jit_ctx *ctx, u8 cond, enum loongarch_gpr rj,
       enum loongarch_gpr rd, int jmp_offset)
{
 switch (cond) {
 case BPF_JEQ:
  /* PC += jmp_offset if rj == rd */
  emit_insn(ctx, beq, rj, rd, jmp_offset);
  return;
 case BPF_JNE:
 case BPF_JSET:
  /* PC += jmp_offset if rj != rd */
  emit_insn(ctx, bne, rj, rd, jmp_offset);
  return;
 case BPF_JGT:
  /* PC += jmp_offset if rj > rd (unsigned) */
  emit_insn(ctx, bltu, rd, rj, jmp_offset);
  return;
 case BPF_JLT:
  /* PC += jmp_offset if rj < rd (unsigned) */
  emit_insn(ctx, bltu, rj, rd, jmp_offset);
  return;
 case BPF_JGE:
  /* PC += jmp_offset if rj >= rd (unsigned) */
  emit_insn(ctx, bgeu, rj, rd, jmp_offset);
  return;
 case BPF_JLE:
  /* PC += jmp_offset if rj <= rd (unsigned) */
  emit_insn(ctx, bgeu, rd, rj, jmp_offset);
  return;
 case BPF_JSGT:
  /* PC += jmp_offset if rj > rd (signed) */
  emit_insn(ctx, blt, rd, rj, jmp_offset);
  return;
 case BPF_JSLT:
  /* PC += jmp_offset if rj < rd (signed) */
  emit_insn(ctx, blt, rj, rd, jmp_offset);
  return;
 case BPF_JSGE:
  /* PC += jmp_offset if rj >= rd (signed) */
  emit_insn(ctx, bge, rj, rd, jmp_offset);
  return;
 case BPF_JSLE:
  /* PC += jmp_offset if rj <= rd (signed) */
  emit_insn(ctx, bge, rd, rj, jmp_offset);
  return;
 }
}

static inline void cond_jmp_offs26(struct jit_ctx *ctx, u8 cond, enum loongarch_gpr rj,
       enum loongarch_gpr rd, int jmp_offset)
{
 cond = invert_jmp_cond(cond);
 cond_jmp_offset(ctx, cond, rj, rd, 2);
 emit_insn(ctx, b, jmp_offset);
}

static inline void uncond_jmp_offs26(struct jit_ctx *ctx, int jmp_offset)
{
 emit_insn(ctx, b, jmp_offset);
}

static inline int emit_cond_jmp(struct jit_ctx *ctx, u8 cond, enum loongarch_gpr rj,
    enum loongarch_gpr rd, int jmp_offset)
{
 /*
 * A large PC-relative jump offset may overflow the immediate field of
 * the native conditional branch instruction, triggering a conversion
 * to use an absolute jump instead, this jump sequence is particularly
 * nasty. For now, use cond_jmp_offs26() directly to keep it simple.
 * In the future, maybe we can add support for far branching, the branch
 * relaxation requires more than two passes to converge, the code seems
 * too complex to understand, not quite sure whether it is necessary and
 * worth the extra pain. Anyway, just leave it as it is to enhance code
 * readability now.
 */
 if (is_signed_imm26(jmp_offset)) {
  cond_jmp_offs26(ctx, cond, rj, rd, jmp_offset);
  return 0;
 }

 return -EINVAL;
}

static inline int emit_uncond_jmp(struct jit_ctx *ctx, int jmp_offset)
{
 if (is_signed_imm26(jmp_offset)) {
  uncond_jmp_offs26(ctx, jmp_offset);
  return 0;
 }

 return -EINVAL;
}

static inline int emit_tailcall_jmp(struct jit_ctx *ctx, u8 cond, enum loongarch_gpr rj,
        enum loongarch_gpr rd, int jmp_offset)
{
 if (is_signed_imm16(jmp_offset)) {
  cond_jmp_offset(ctx, cond, rj, rd, jmp_offset);
  return 0;
 }

 return -EINVAL;
}

static inline void bpf_flush_icache(void *start, void *end)
{
 flush_icache_range((unsigned long)start, (unsigned long)end);
}