Merge tag 'v5.14-rc6' into locking/core, to pick up fixes
[linux-2.6-microblaze.git] / tools / lib / bpf / btf.c
1 // SPDX-License-Identifier: (LGPL-2.1 OR BSD-2-Clause)
2 /* Copyright (c) 2018 Facebook */
3
4 #include <byteswap.h>
5 #include <endian.h>
6 #include <stdio.h>
7 #include <stdlib.h>
8 #include <string.h>
9 #include <fcntl.h>
10 #include <unistd.h>
11 #include <errno.h>
12 #include <sys/utsname.h>
13 #include <sys/param.h>
14 #include <sys/stat.h>
15 #include <linux/kernel.h>
16 #include <linux/err.h>
17 #include <linux/btf.h>
18 #include <gelf.h>
19 #include "btf.h"
20 #include "bpf.h"
21 #include "libbpf.h"
22 #include "libbpf_internal.h"
23 #include "hashmap.h"
24 #include "strset.h"
25
26 #define BTF_MAX_NR_TYPES 0x7fffffffU
27 #define BTF_MAX_STR_OFFSET 0x7fffffffU
28
29 static struct btf_type btf_void;
30
31 struct btf {
32         /* raw BTF data in native endianness */
33         void *raw_data;
34         /* raw BTF data in non-native endianness */
35         void *raw_data_swapped;
36         __u32 raw_size;
37         /* whether target endianness differs from the native one */
38         bool swapped_endian;
39
40         /*
41          * When BTF is loaded from an ELF or raw memory it is stored
42          * in a contiguous memory block. The hdr, type_data, and, strs_data
43          * point inside that memory region to their respective parts of BTF
44          * representation:
45          *
46          * +--------------------------------+
47          * |  Header  |  Types  |  Strings  |
48          * +--------------------------------+
49          * ^          ^         ^
50          * |          |         |
51          * hdr        |         |
52          * types_data-+         |
53          * strs_data------------+
54          *
55          * If BTF data is later modified, e.g., due to types added or
56          * removed, BTF deduplication performed, etc, this contiguous
57          * representation is broken up into three independently allocated
58          * memory regions to be able to modify them independently.
59          * raw_data is nulled out at that point, but can be later allocated
60          * and cached again if user calls btf__get_raw_data(), at which point
61          * raw_data will contain a contiguous copy of header, types, and
62          * strings:
63          *
64          * +----------+  +---------+  +-----------+
65          * |  Header  |  |  Types  |  |  Strings  |
66          * +----------+  +---------+  +-----------+
67          * ^             ^            ^
68          * |             |            |
69          * hdr           |            |
70          * types_data----+            |
71          * strset__data(strs_set)-----+
72          *
73          *               +----------+---------+-----------+
74          *               |  Header  |  Types  |  Strings  |
75          * raw_data----->+----------+---------+-----------+
76          */
77         struct btf_header *hdr;
78
79         void *types_data;
80         size_t types_data_cap; /* used size stored in hdr->type_len */
81
82         /* type ID to `struct btf_type *` lookup index
83          * type_offs[0] corresponds to the first non-VOID type:
84          *   - for base BTF it's type [1];
85          *   - for split BTF it's the first non-base BTF type.
86          */
87         __u32 *type_offs;
88         size_t type_offs_cap;
89         /* number of types in this BTF instance:
90          *   - doesn't include special [0] void type;
91          *   - for split BTF counts number of types added on top of base BTF.
92          */
93         __u32 nr_types;
94         /* if not NULL, points to the base BTF on top of which the current
95          * split BTF is based
96          */
97         struct btf *base_btf;
98         /* BTF type ID of the first type in this BTF instance:
99          *   - for base BTF it's equal to 1;
100          *   - for split BTF it's equal to biggest type ID of base BTF plus 1.
101          */
102         int start_id;
103         /* logical string offset of this BTF instance:
104          *   - for base BTF it's equal to 0;
105          *   - for split BTF it's equal to total size of base BTF's string section size.
106          */
107         int start_str_off;
108
109         /* only one of strs_data or strs_set can be non-NULL, depending on
110          * whether BTF is in a modifiable state (strs_set is used) or not
111          * (strs_data points inside raw_data)
112          */
113         void *strs_data;
114         /* a set of unique strings */
115         struct strset *strs_set;
116         /* whether strings are already deduplicated */
117         bool strs_deduped;
118
119         /* BTF object FD, if loaded into kernel */
120         int fd;
121
122         /* Pointer size (in bytes) for a target architecture of this BTF */
123         int ptr_sz;
124 };
125
126 static inline __u64 ptr_to_u64(const void *ptr)
127 {
128         return (__u64) (unsigned long) ptr;
129 }
130
131 /* Ensure given dynamically allocated memory region pointed to by *data* with
132  * capacity of *cap_cnt* elements each taking *elem_sz* bytes has enough
133  * memory to accomodate *add_cnt* new elements, assuming *cur_cnt* elements
134  * are already used. At most *max_cnt* elements can be ever allocated.
135  * If necessary, memory is reallocated and all existing data is copied over,
136  * new pointer to the memory region is stored at *data, new memory region
137  * capacity (in number of elements) is stored in *cap.
138  * On success, memory pointer to the beginning of unused memory is returned.
139  * On error, NULL is returned.
140  */
141 void *libbpf_add_mem(void **data, size_t *cap_cnt, size_t elem_sz,
142                      size_t cur_cnt, size_t max_cnt, size_t add_cnt)
143 {
144         size_t new_cnt;
145         void *new_data;
146
147         if (cur_cnt + add_cnt <= *cap_cnt)
148                 return *data + cur_cnt * elem_sz;
149
150         /* requested more than the set limit */
151         if (cur_cnt + add_cnt > max_cnt)
152                 return NULL;
153
154         new_cnt = *cap_cnt;
155         new_cnt += new_cnt / 4;           /* expand by 25% */
156         if (new_cnt < 16)                 /* but at least 16 elements */
157                 new_cnt = 16;
158         if (new_cnt > max_cnt)            /* but not exceeding a set limit */
159                 new_cnt = max_cnt;
160         if (new_cnt < cur_cnt + add_cnt)  /* also ensure we have enough memory */
161                 new_cnt = cur_cnt + add_cnt;
162
163         new_data = libbpf_reallocarray(*data, new_cnt, elem_sz);
164         if (!new_data)
165                 return NULL;
166
167         /* zero out newly allocated portion of memory */
168         memset(new_data + (*cap_cnt) * elem_sz, 0, (new_cnt - *cap_cnt) * elem_sz);
169
170         *data = new_data;
171         *cap_cnt = new_cnt;
172         return new_data + cur_cnt * elem_sz;
173 }
174
175 /* Ensure given dynamically allocated memory region has enough allocated space
176  * to accommodate *need_cnt* elements of size *elem_sz* bytes each
177  */
178 int libbpf_ensure_mem(void **data, size_t *cap_cnt, size_t elem_sz, size_t need_cnt)
179 {
180         void *p;
181
182         if (need_cnt <= *cap_cnt)
183                 return 0;
184
185         p = libbpf_add_mem(data, cap_cnt, elem_sz, *cap_cnt, SIZE_MAX, need_cnt - *cap_cnt);
186         if (!p)
187                 return -ENOMEM;
188
189         return 0;
190 }
191
192 static int btf_add_type_idx_entry(struct btf *btf, __u32 type_off)
193 {
194         __u32 *p;
195
196         p = libbpf_add_mem((void **)&btf->type_offs, &btf->type_offs_cap, sizeof(__u32),
197                            btf->nr_types, BTF_MAX_NR_TYPES, 1);
198         if (!p)
199                 return -ENOMEM;
200
201         *p = type_off;
202         return 0;
203 }
204
205 static void btf_bswap_hdr(struct btf_header *h)
206 {
207         h->magic = bswap_16(h->magic);
208         h->hdr_len = bswap_32(h->hdr_len);
209         h->type_off = bswap_32(h->type_off);
210         h->type_len = bswap_32(h->type_len);
211         h->str_off = bswap_32(h->str_off);
212         h->str_len = bswap_32(h->str_len);
213 }
214
215 static int btf_parse_hdr(struct btf *btf)
216 {
217         struct btf_header *hdr = btf->hdr;
218         __u32 meta_left;
219
220         if (btf->raw_size < sizeof(struct btf_header)) {
221                 pr_debug("BTF header not found\n");
222                 return -EINVAL;
223         }
224
225         if (hdr->magic == bswap_16(BTF_MAGIC)) {
226                 btf->swapped_endian = true;
227                 if (bswap_32(hdr->hdr_len) != sizeof(struct btf_header)) {
228                         pr_warn("Can't load BTF with non-native endianness due to unsupported header length %u\n",
229                                 bswap_32(hdr->hdr_len));
230                         return -ENOTSUP;
231                 }
232                 btf_bswap_hdr(hdr);
233         } else if (hdr->magic != BTF_MAGIC) {
234                 pr_debug("Invalid BTF magic:%x\n", hdr->magic);
235                 return -EINVAL;
236         }
237
238         meta_left = btf->raw_size - sizeof(*hdr);
239         if (meta_left < hdr->str_off + hdr->str_len) {
240                 pr_debug("Invalid BTF total size:%u\n", btf->raw_size);
241                 return -EINVAL;
242         }
243
244         if (hdr->type_off + hdr->type_len > hdr->str_off) {
245                 pr_debug("Invalid BTF data sections layout: type data at %u + %u, strings data at %u + %u\n",
246                          hdr->type_off, hdr->type_len, hdr->str_off, hdr->str_len);
247                 return -EINVAL;
248         }
249
250         if (hdr->type_off % 4) {
251                 pr_debug("BTF type section is not aligned to 4 bytes\n");
252                 return -EINVAL;
253         }
254
255         return 0;
256 }
257
258 static int btf_parse_str_sec(struct btf *btf)
259 {
260         const struct btf_header *hdr = btf->hdr;
261         const char *start = btf->strs_data;
262         const char *end = start + btf->hdr->str_len;
263
264         if (btf->base_btf && hdr->str_len == 0)
265                 return 0;
266         if (!hdr->str_len || hdr->str_len - 1 > BTF_MAX_STR_OFFSET || end[-1]) {
267                 pr_debug("Invalid BTF string section\n");
268                 return -EINVAL;
269         }
270         if (!btf->base_btf && start[0]) {
271                 pr_debug("Invalid BTF string section\n");
272                 return -EINVAL;
273         }
274         return 0;
275 }
276
277 static int btf_type_size(const struct btf_type *t)
278 {
279         const int base_size = sizeof(struct btf_type);
280         __u16 vlen = btf_vlen(t);
281
282         switch (btf_kind(t)) {
283         case BTF_KIND_FWD:
284         case BTF_KIND_CONST:
285         case BTF_KIND_VOLATILE:
286         case BTF_KIND_RESTRICT:
287         case BTF_KIND_PTR:
288         case BTF_KIND_TYPEDEF:
289         case BTF_KIND_FUNC:
290         case BTF_KIND_FLOAT:
291                 return base_size;
292         case BTF_KIND_INT:
293                 return base_size + sizeof(__u32);
294         case BTF_KIND_ENUM:
295                 return base_size + vlen * sizeof(struct btf_enum);
296         case BTF_KIND_ARRAY:
297                 return base_size + sizeof(struct btf_array);
298         case BTF_KIND_STRUCT:
299         case BTF_KIND_UNION:
300                 return base_size + vlen * sizeof(struct btf_member);
301         case BTF_KIND_FUNC_PROTO:
302                 return base_size + vlen * sizeof(struct btf_param);
303         case BTF_KIND_VAR:
304                 return base_size + sizeof(struct btf_var);
305         case BTF_KIND_DATASEC:
306                 return base_size + vlen * sizeof(struct btf_var_secinfo);
307         default:
308                 pr_debug("Unsupported BTF_KIND:%u\n", btf_kind(t));
309                 return -EINVAL;
310         }
311 }
312
313 static void btf_bswap_type_base(struct btf_type *t)
314 {
315         t->name_off = bswap_32(t->name_off);
316         t->info = bswap_32(t->info);
317         t->type = bswap_32(t->type);
318 }
319
320 static int btf_bswap_type_rest(struct btf_type *t)
321 {
322         struct btf_var_secinfo *v;
323         struct btf_member *m;
324         struct btf_array *a;
325         struct btf_param *p;
326         struct btf_enum *e;
327         __u16 vlen = btf_vlen(t);
328         int i;
329
330         switch (btf_kind(t)) {
331         case BTF_KIND_FWD:
332         case BTF_KIND_CONST:
333         case BTF_KIND_VOLATILE:
334         case BTF_KIND_RESTRICT:
335         case BTF_KIND_PTR:
336         case BTF_KIND_TYPEDEF:
337         case BTF_KIND_FUNC:
338         case BTF_KIND_FLOAT:
339                 return 0;
340         case BTF_KIND_INT:
341                 *(__u32 *)(t + 1) = bswap_32(*(__u32 *)(t + 1));
342                 return 0;
343         case BTF_KIND_ENUM:
344                 for (i = 0, e = btf_enum(t); i < vlen; i++, e++) {
345                         e->name_off = bswap_32(e->name_off);
346                         e->val = bswap_32(e->val);
347                 }
348                 return 0;
349         case BTF_KIND_ARRAY:
350                 a = btf_array(t);
351                 a->type = bswap_32(a->type);
352                 a->index_type = bswap_32(a->index_type);
353                 a->nelems = bswap_32(a->nelems);
354                 return 0;
355         case BTF_KIND_STRUCT:
356         case BTF_KIND_UNION:
357                 for (i = 0, m = btf_members(t); i < vlen; i++, m++) {
358                         m->name_off = bswap_32(m->name_off);
359                         m->type = bswap_32(m->type);
360                         m->offset = bswap_32(m->offset);
361                 }
362                 return 0;
363         case BTF_KIND_FUNC_PROTO:
364                 for (i = 0, p = btf_params(t); i < vlen; i++, p++) {
365                         p->name_off = bswap_32(p->name_off);
366                         p->type = bswap_32(p->type);
367                 }
368                 return 0;
369         case BTF_KIND_VAR:
370                 btf_var(t)->linkage = bswap_32(btf_var(t)->linkage);
371                 return 0;
372         case BTF_KIND_DATASEC:
373                 for (i = 0, v = btf_var_secinfos(t); i < vlen; i++, v++) {
374                         v->type = bswap_32(v->type);
375                         v->offset = bswap_32(v->offset);
376                         v->size = bswap_32(v->size);
377                 }
378                 return 0;
379         default:
380                 pr_debug("Unsupported BTF_KIND:%u\n", btf_kind(t));
381                 return -EINVAL;
382         }
383 }
384
385 static int btf_parse_type_sec(struct btf *btf)
386 {
387         struct btf_header *hdr = btf->hdr;
388         void *next_type = btf->types_data;
389         void *end_type = next_type + hdr->type_len;
390         int err, type_size;
391
392         while (next_type + sizeof(struct btf_type) <= end_type) {
393                 if (btf->swapped_endian)
394                         btf_bswap_type_base(next_type);
395
396                 type_size = btf_type_size(next_type);
397                 if (type_size < 0)
398                         return type_size;
399                 if (next_type + type_size > end_type) {
400                         pr_warn("BTF type [%d] is malformed\n", btf->start_id + btf->nr_types);
401                         return -EINVAL;
402                 }
403
404                 if (btf->swapped_endian && btf_bswap_type_rest(next_type))
405                         return -EINVAL;
406
407                 err = btf_add_type_idx_entry(btf, next_type - btf->types_data);
408                 if (err)
409                         return err;
410
411                 next_type += type_size;
412                 btf->nr_types++;
413         }
414
415         if (next_type != end_type) {
416                 pr_warn("BTF types data is malformed\n");
417                 return -EINVAL;
418         }
419
420         return 0;
421 }
422
423 __u32 btf__get_nr_types(const struct btf *btf)
424 {
425         return btf->start_id + btf->nr_types - 1;
426 }
427
428 const struct btf *btf__base_btf(const struct btf *btf)
429 {
430         return btf->base_btf;
431 }
432
433 /* internal helper returning non-const pointer to a type */
434 struct btf_type *btf_type_by_id(struct btf *btf, __u32 type_id)
435 {
436         if (type_id == 0)
437                 return &btf_void;
438         if (type_id < btf->start_id)
439                 return btf_type_by_id(btf->base_btf, type_id);
440         return btf->types_data + btf->type_offs[type_id - btf->start_id];
441 }
442
443 const struct btf_type *btf__type_by_id(const struct btf *btf, __u32 type_id)
444 {
445         if (type_id >= btf->start_id + btf->nr_types)
446                 return errno = EINVAL, NULL;
447         return btf_type_by_id((struct btf *)btf, type_id);
448 }
449
450 static int determine_ptr_size(const struct btf *btf)
451 {
452         const struct btf_type *t;
453         const char *name;
454         int i, n;
455
456         if (btf->base_btf && btf->base_btf->ptr_sz > 0)
457                 return btf->base_btf->ptr_sz;
458
459         n = btf__get_nr_types(btf);
460         for (i = 1; i <= n; i++) {
461                 t = btf__type_by_id(btf, i);
462                 if (!btf_is_int(t))
463                         continue;
464
465                 name = btf__name_by_offset(btf, t->name_off);
466                 if (!name)
467                         continue;
468
469                 if (strcmp(name, "long int") == 0 ||
470                     strcmp(name, "long unsigned int") == 0) {
471                         if (t->size != 4 && t->size != 8)
472                                 continue;
473                         return t->size;
474                 }
475         }
476
477         return -1;
478 }
479
480 static size_t btf_ptr_sz(const struct btf *btf)
481 {
482         if (!btf->ptr_sz)
483                 ((struct btf *)btf)->ptr_sz = determine_ptr_size(btf);
484         return btf->ptr_sz < 0 ? sizeof(void *) : btf->ptr_sz;
485 }
486
487 /* Return pointer size this BTF instance assumes. The size is heuristically
488  * determined by looking for 'long' or 'unsigned long' integer type and
489  * recording its size in bytes. If BTF type information doesn't have any such
490  * type, this function returns 0. In the latter case, native architecture's
491  * pointer size is assumed, so will be either 4 or 8, depending on
492  * architecture that libbpf was compiled for. It's possible to override
493  * guessed value by using btf__set_pointer_size() API.
494  */
495 size_t btf__pointer_size(const struct btf *btf)
496 {
497         if (!btf->ptr_sz)
498                 ((struct btf *)btf)->ptr_sz = determine_ptr_size(btf);
499
500         if (btf->ptr_sz < 0)
501                 /* not enough BTF type info to guess */
502                 return 0;
503
504         return btf->ptr_sz;
505 }
506
507 /* Override or set pointer size in bytes. Only values of 4 and 8 are
508  * supported.
509  */
510 int btf__set_pointer_size(struct btf *btf, size_t ptr_sz)
511 {
512         if (ptr_sz != 4 && ptr_sz != 8)
513                 return libbpf_err(-EINVAL);
514         btf->ptr_sz = ptr_sz;
515         return 0;
516 }
517
518 static bool is_host_big_endian(void)
519 {
520 #if __BYTE_ORDER == __LITTLE_ENDIAN
521         return false;
522 #elif __BYTE_ORDER == __BIG_ENDIAN
523         return true;
524 #else
525 # error "Unrecognized __BYTE_ORDER__"
526 #endif
527 }
528
529 enum btf_endianness btf__endianness(const struct btf *btf)
530 {
531         if (is_host_big_endian())
532                 return btf->swapped_endian ? BTF_LITTLE_ENDIAN : BTF_BIG_ENDIAN;
533         else
534                 return btf->swapped_endian ? BTF_BIG_ENDIAN : BTF_LITTLE_ENDIAN;
535 }
536
537 int btf__set_endianness(struct btf *btf, enum btf_endianness endian)
538 {
539         if (endian != BTF_LITTLE_ENDIAN && endian != BTF_BIG_ENDIAN)
540                 return libbpf_err(-EINVAL);
541
542         btf->swapped_endian = is_host_big_endian() != (endian == BTF_BIG_ENDIAN);
543         if (!btf->swapped_endian) {
544                 free(btf->raw_data_swapped);
545                 btf->raw_data_swapped = NULL;
546         }
547         return 0;
548 }
549
550 static bool btf_type_is_void(const struct btf_type *t)
551 {
552         return t == &btf_void || btf_is_fwd(t);
553 }
554
555 static bool btf_type_is_void_or_null(const struct btf_type *t)
556 {
557         return !t || btf_type_is_void(t);
558 }
559
560 #define MAX_RESOLVE_DEPTH 32
561
562 __s64 btf__resolve_size(const struct btf *btf, __u32 type_id)
563 {
564         const struct btf_array *array;
565         const struct btf_type *t;
566         __u32 nelems = 1;
567         __s64 size = -1;
568         int i;
569
570         t = btf__type_by_id(btf, type_id);
571         for (i = 0; i < MAX_RESOLVE_DEPTH && !btf_type_is_void_or_null(t); i++) {
572                 switch (btf_kind(t)) {
573                 case BTF_KIND_INT:
574                 case BTF_KIND_STRUCT:
575                 case BTF_KIND_UNION:
576                 case BTF_KIND_ENUM:
577                 case BTF_KIND_DATASEC:
578                 case BTF_KIND_FLOAT:
579                         size = t->size;
580                         goto done;
581                 case BTF_KIND_PTR:
582                         size = btf_ptr_sz(btf);
583                         goto done;
584                 case BTF_KIND_TYPEDEF:
585                 case BTF_KIND_VOLATILE:
586                 case BTF_KIND_CONST:
587                 case BTF_KIND_RESTRICT:
588                 case BTF_KIND_VAR:
589                         type_id = t->type;
590                         break;
591                 case BTF_KIND_ARRAY:
592                         array = btf_array(t);
593                         if (nelems && array->nelems > UINT32_MAX / nelems)
594                                 return libbpf_err(-E2BIG);
595                         nelems *= array->nelems;
596                         type_id = array->type;
597                         break;
598                 default:
599                         return libbpf_err(-EINVAL);
600                 }
601
602                 t = btf__type_by_id(btf, type_id);
603         }
604
605 done:
606         if (size < 0)
607                 return libbpf_err(-EINVAL);
608         if (nelems && size > UINT32_MAX / nelems)
609                 return libbpf_err(-E2BIG);
610
611         return nelems * size;
612 }
613
614 int btf__align_of(const struct btf *btf, __u32 id)
615 {
616         const struct btf_type *t = btf__type_by_id(btf, id);
617         __u16 kind = btf_kind(t);
618
619         switch (kind) {
620         case BTF_KIND_INT:
621         case BTF_KIND_ENUM:
622         case BTF_KIND_FLOAT:
623                 return min(btf_ptr_sz(btf), (size_t)t->size);
624         case BTF_KIND_PTR:
625                 return btf_ptr_sz(btf);
626         case BTF_KIND_TYPEDEF:
627         case BTF_KIND_VOLATILE:
628         case BTF_KIND_CONST:
629         case BTF_KIND_RESTRICT:
630                 return btf__align_of(btf, t->type);
631         case BTF_KIND_ARRAY:
632                 return btf__align_of(btf, btf_array(t)->type);
633         case BTF_KIND_STRUCT:
634         case BTF_KIND_UNION: {
635                 const struct btf_member *m = btf_members(t);
636                 __u16 vlen = btf_vlen(t);
637                 int i, max_align = 1, align;
638
639                 for (i = 0; i < vlen; i++, m++) {
640                         align = btf__align_of(btf, m->type);
641                         if (align <= 0)
642                                 return libbpf_err(align);
643                         max_align = max(max_align, align);
644                 }
645
646                 return max_align;
647         }
648         default:
649                 pr_warn("unsupported BTF_KIND:%u\n", btf_kind(t));
650                 return errno = EINVAL, 0;
651         }
652 }
653
654 int btf__resolve_type(const struct btf *btf, __u32 type_id)
655 {
656         const struct btf_type *t;
657         int depth = 0;
658
659         t = btf__type_by_id(btf, type_id);
660         while (depth < MAX_RESOLVE_DEPTH &&
661                !btf_type_is_void_or_null(t) &&
662                (btf_is_mod(t) || btf_is_typedef(t) || btf_is_var(t))) {
663                 type_id = t->type;
664                 t = btf__type_by_id(btf, type_id);
665                 depth++;
666         }
667
668         if (depth == MAX_RESOLVE_DEPTH || btf_type_is_void_or_null(t))
669                 return libbpf_err(-EINVAL);
670
671         return type_id;
672 }
673
674 __s32 btf__find_by_name(const struct btf *btf, const char *type_name)
675 {
676         __u32 i, nr_types = btf__get_nr_types(btf);
677
678         if (!strcmp(type_name, "void"))
679                 return 0;
680
681         for (i = 1; i <= nr_types; i++) {
682                 const struct btf_type *t = btf__type_by_id(btf, i);
683                 const char *name = btf__name_by_offset(btf, t->name_off);
684
685                 if (name && !strcmp(type_name, name))
686                         return i;
687         }
688
689         return libbpf_err(-ENOENT);
690 }
691
692 __s32 btf__find_by_name_kind(const struct btf *btf, const char *type_name,
693                              __u32 kind)
694 {
695         __u32 i, nr_types = btf__get_nr_types(btf);
696
697         if (kind == BTF_KIND_UNKN || !strcmp(type_name, "void"))
698                 return 0;
699
700         for (i = 1; i <= nr_types; i++) {
701                 const struct btf_type *t = btf__type_by_id(btf, i);
702                 const char *name;
703
704                 if (btf_kind(t) != kind)
705                         continue;
706                 name = btf__name_by_offset(btf, t->name_off);
707                 if (name && !strcmp(type_name, name))
708                         return i;
709         }
710
711         return libbpf_err(-ENOENT);
712 }
713
714 static bool btf_is_modifiable(const struct btf *btf)
715 {
716         return (void *)btf->hdr != btf->raw_data;
717 }
718
719 void btf__free(struct btf *btf)
720 {
721         if (IS_ERR_OR_NULL(btf))
722                 return;
723
724         if (btf->fd >= 0)
725                 close(btf->fd);
726
727         if (btf_is_modifiable(btf)) {
728                 /* if BTF was modified after loading, it will have a split
729                  * in-memory representation for header, types, and strings
730                  * sections, so we need to free all of them individually. It
731                  * might still have a cached contiguous raw data present,
732                  * which will be unconditionally freed below.
733                  */
734                 free(btf->hdr);
735                 free(btf->types_data);
736                 strset__free(btf->strs_set);
737         }
738         free(btf->raw_data);
739         free(btf->raw_data_swapped);
740         free(btf->type_offs);
741         free(btf);
742 }
743
744 static struct btf *btf_new_empty(struct btf *base_btf)
745 {
746         struct btf *btf;
747
748         btf = calloc(1, sizeof(*btf));
749         if (!btf)
750                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
751
752         btf->nr_types = 0;
753         btf->start_id = 1;
754         btf->start_str_off = 0;
755         btf->fd = -1;
756         btf->ptr_sz = sizeof(void *);
757         btf->swapped_endian = false;
758
759         if (base_btf) {
760                 btf->base_btf = base_btf;
761                 btf->start_id = btf__get_nr_types(base_btf) + 1;
762                 btf->start_str_off = base_btf->hdr->str_len;
763         }
764
765         /* +1 for empty string at offset 0 */
766         btf->raw_size = sizeof(struct btf_header) + (base_btf ? 0 : 1);
767         btf->raw_data = calloc(1, btf->raw_size);
768         if (!btf->raw_data) {
769                 free(btf);
770                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
771         }
772
773         btf->hdr = btf->raw_data;
774         btf->hdr->hdr_len = sizeof(struct btf_header);
775         btf->hdr->magic = BTF_MAGIC;
776         btf->hdr->version = BTF_VERSION;
777
778         btf->types_data = btf->raw_data + btf->hdr->hdr_len;
779         btf->strs_data = btf->raw_data + btf->hdr->hdr_len;
780         btf->hdr->str_len = base_btf ? 0 : 1; /* empty string at offset 0 */
781
782         return btf;
783 }
784
785 struct btf *btf__new_empty(void)
786 {
787         return libbpf_ptr(btf_new_empty(NULL));
788 }
789
790 struct btf *btf__new_empty_split(struct btf *base_btf)
791 {
792         return libbpf_ptr(btf_new_empty(base_btf));
793 }
794
795 static struct btf *btf_new(const void *data, __u32 size, struct btf *base_btf)
796 {
797         struct btf *btf;
798         int err;
799
800         btf = calloc(1, sizeof(struct btf));
801         if (!btf)
802                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
803
804         btf->nr_types = 0;
805         btf->start_id = 1;
806         btf->start_str_off = 0;
807         btf->fd = -1;
808
809         if (base_btf) {
810                 btf->base_btf = base_btf;
811                 btf->start_id = btf__get_nr_types(base_btf) + 1;
812                 btf->start_str_off = base_btf->hdr->str_len;
813         }
814
815         btf->raw_data = malloc(size);
816         if (!btf->raw_data) {
817                 err = -ENOMEM;
818                 goto done;
819         }
820         memcpy(btf->raw_data, data, size);
821         btf->raw_size = size;
822
823         btf->hdr = btf->raw_data;
824         err = btf_parse_hdr(btf);
825         if (err)
826                 goto done;
827
828         btf->strs_data = btf->raw_data + btf->hdr->hdr_len + btf->hdr->str_off;
829         btf->types_data = btf->raw_data + btf->hdr->hdr_len + btf->hdr->type_off;
830
831         err = btf_parse_str_sec(btf);
832         err = err ?: btf_parse_type_sec(btf);
833         if (err)
834                 goto done;
835
836 done:
837         if (err) {
838                 btf__free(btf);
839                 return ERR_PTR(err);
840         }
841
842         return btf;
843 }
844
845 struct btf *btf__new(const void *data, __u32 size)
846 {
847         return libbpf_ptr(btf_new(data, size, NULL));
848 }
849
850 static struct btf *btf_parse_elf(const char *path, struct btf *base_btf,
851                                  struct btf_ext **btf_ext)
852 {
853         Elf_Data *btf_data = NULL, *btf_ext_data = NULL;
854         int err = 0, fd = -1, idx = 0;
855         struct btf *btf = NULL;
856         Elf_Scn *scn = NULL;
857         Elf *elf = NULL;
858         GElf_Ehdr ehdr;
859         size_t shstrndx;
860
861         if (elf_version(EV_CURRENT) == EV_NONE) {
862                 pr_warn("failed to init libelf for %s\n", path);
863                 return ERR_PTR(-LIBBPF_ERRNO__LIBELF);
864         }
865
866         fd = open(path, O_RDONLY);
867         if (fd < 0) {
868                 err = -errno;
869                 pr_warn("failed to open %s: %s\n", path, strerror(errno));
870                 return ERR_PTR(err);
871         }
872
873         err = -LIBBPF_ERRNO__FORMAT;
874
875         elf = elf_begin(fd, ELF_C_READ, NULL);
876         if (!elf) {
877                 pr_warn("failed to open %s as ELF file\n", path);
878                 goto done;
879         }
880         if (!gelf_getehdr(elf, &ehdr)) {
881                 pr_warn("failed to get EHDR from %s\n", path);
882                 goto done;
883         }
884
885         if (elf_getshdrstrndx(elf, &shstrndx)) {
886                 pr_warn("failed to get section names section index for %s\n",
887                         path);
888                 goto done;
889         }
890
891         if (!elf_rawdata(elf_getscn(elf, shstrndx), NULL)) {
892                 pr_warn("failed to get e_shstrndx from %s\n", path);
893                 goto done;
894         }
895
896         while ((scn = elf_nextscn(elf, scn)) != NULL) {
897                 GElf_Shdr sh;
898                 char *name;
899
900                 idx++;
901                 if (gelf_getshdr(scn, &sh) != &sh) {
902                         pr_warn("failed to get section(%d) header from %s\n",
903                                 idx, path);
904                         goto done;
905                 }
906                 name = elf_strptr(elf, shstrndx, sh.sh_name);
907                 if (!name) {
908                         pr_warn("failed to get section(%d) name from %s\n",
909                                 idx, path);
910                         goto done;
911                 }
912                 if (strcmp(name, BTF_ELF_SEC) == 0) {
913                         btf_data = elf_getdata(scn, 0);
914                         if (!btf_data) {
915                                 pr_warn("failed to get section(%d, %s) data from %s\n",
916                                         idx, name, path);
917                                 goto done;
918                         }
919                         continue;
920                 } else if (btf_ext && strcmp(name, BTF_EXT_ELF_SEC) == 0) {
921                         btf_ext_data = elf_getdata(scn, 0);
922                         if (!btf_ext_data) {
923                                 pr_warn("failed to get section(%d, %s) data from %s\n",
924                                         idx, name, path);
925                                 goto done;
926                         }
927                         continue;
928                 }
929         }
930
931         err = 0;
932
933         if (!btf_data) {
934                 err = -ENOENT;
935                 goto done;
936         }
937         btf = btf_new(btf_data->d_buf, btf_data->d_size, base_btf);
938         err = libbpf_get_error(btf);
939         if (err)
940                 goto done;
941
942         switch (gelf_getclass(elf)) {
943         case ELFCLASS32:
944                 btf__set_pointer_size(btf, 4);
945                 break;
946         case ELFCLASS64:
947                 btf__set_pointer_size(btf, 8);
948                 break;
949         default:
950                 pr_warn("failed to get ELF class (bitness) for %s\n", path);
951                 break;
952         }
953
954         if (btf_ext && btf_ext_data) {
955                 *btf_ext = btf_ext__new(btf_ext_data->d_buf, btf_ext_data->d_size);
956                 err = libbpf_get_error(*btf_ext);
957                 if (err)
958                         goto done;
959         } else if (btf_ext) {
960                 *btf_ext = NULL;
961         }
962 done:
963         if (elf)
964                 elf_end(elf);
965         close(fd);
966
967         if (!err)
968                 return btf;
969
970         if (btf_ext)
971                 btf_ext__free(*btf_ext);
972         btf__free(btf);
973
974         return ERR_PTR(err);
975 }
976
977 struct btf *btf__parse_elf(const char *path, struct btf_ext **btf_ext)
978 {
979         return libbpf_ptr(btf_parse_elf(path, NULL, btf_ext));
980 }
981
982 struct btf *btf__parse_elf_split(const char *path, struct btf *base_btf)
983 {
984         return libbpf_ptr(btf_parse_elf(path, base_btf, NULL));
985 }
986
987 static struct btf *btf_parse_raw(const char *path, struct btf *base_btf)
988 {
989         struct btf *btf = NULL;
990         void *data = NULL;
991         FILE *f = NULL;
992         __u16 magic;
993         int err = 0;
994         long sz;
995
996         f = fopen(path, "rb");
997         if (!f) {
998                 err = -errno;
999                 goto err_out;
1000         }
1001
1002         /* check BTF magic */
1003         if (fread(&magic, 1, sizeof(magic), f) < sizeof(magic)) {
1004                 err = -EIO;
1005                 goto err_out;
1006         }
1007         if (magic != BTF_MAGIC && magic != bswap_16(BTF_MAGIC)) {
1008                 /* definitely not a raw BTF */
1009                 err = -EPROTO;
1010                 goto err_out;
1011         }
1012
1013         /* get file size */
1014         if (fseek(f, 0, SEEK_END)) {
1015                 err = -errno;
1016                 goto err_out;
1017         }
1018         sz = ftell(f);
1019         if (sz < 0) {
1020                 err = -errno;
1021                 goto err_out;
1022         }
1023         /* rewind to the start */
1024         if (fseek(f, 0, SEEK_SET)) {
1025                 err = -errno;
1026                 goto err_out;
1027         }
1028
1029         /* pre-alloc memory and read all of BTF data */
1030         data = malloc(sz);
1031         if (!data) {
1032                 err = -ENOMEM;
1033                 goto err_out;
1034         }
1035         if (fread(data, 1, sz, f) < sz) {
1036                 err = -EIO;
1037                 goto err_out;
1038         }
1039
1040         /* finally parse BTF data */
1041         btf = btf_new(data, sz, base_btf);
1042
1043 err_out:
1044         free(data);
1045         if (f)
1046                 fclose(f);
1047         return err ? ERR_PTR(err) : btf;
1048 }
1049
1050 struct btf *btf__parse_raw(const char *path)
1051 {
1052         return libbpf_ptr(btf_parse_raw(path, NULL));
1053 }
1054
1055 struct btf *btf__parse_raw_split(const char *path, struct btf *base_btf)
1056 {
1057         return libbpf_ptr(btf_parse_raw(path, base_btf));
1058 }
1059
1060 static struct btf *btf_parse(const char *path, struct btf *base_btf, struct btf_ext **btf_ext)
1061 {
1062         struct btf *btf;
1063         int err;
1064
1065         if (btf_ext)
1066                 *btf_ext = NULL;
1067
1068         btf = btf_parse_raw(path, base_btf);
1069         err = libbpf_get_error(btf);
1070         if (!err)
1071                 return btf;
1072         if (err != -EPROTO)
1073                 return ERR_PTR(err);
1074         return btf_parse_elf(path, base_btf, btf_ext);
1075 }
1076
1077 struct btf *btf__parse(const char *path, struct btf_ext **btf_ext)
1078 {
1079         return libbpf_ptr(btf_parse(path, NULL, btf_ext));
1080 }
1081
1082 struct btf *btf__parse_split(const char *path, struct btf *base_btf)
1083 {
1084         return libbpf_ptr(btf_parse(path, base_btf, NULL));
1085 }
1086
1087 static int compare_vsi_off(const void *_a, const void *_b)
1088 {
1089         const struct btf_var_secinfo *a = _a;
1090         const struct btf_var_secinfo *b = _b;
1091
1092         return a->offset - b->offset;
1093 }
1094
1095 static int btf_fixup_datasec(struct bpf_object *obj, struct btf *btf,
1096                              struct btf_type *t)
1097 {
1098         __u32 size = 0, off = 0, i, vars = btf_vlen(t);
1099         const char *name = btf__name_by_offset(btf, t->name_off);
1100         const struct btf_type *t_var;
1101         struct btf_var_secinfo *vsi;
1102         const struct btf_var *var;
1103         int ret;
1104
1105         if (!name) {
1106                 pr_debug("No name found in string section for DATASEC kind.\n");
1107                 return -ENOENT;
1108         }
1109
1110         /* .extern datasec size and var offsets were set correctly during
1111          * extern collection step, so just skip straight to sorting variables
1112          */
1113         if (t->size)
1114                 goto sort_vars;
1115
1116         ret = bpf_object__section_size(obj, name, &size);
1117         if (ret || !size || (t->size && t->size != size)) {
1118                 pr_debug("Invalid size for section %s: %u bytes\n", name, size);
1119                 return -ENOENT;
1120         }
1121
1122         t->size = size;
1123
1124         for (i = 0, vsi = btf_var_secinfos(t); i < vars; i++, vsi++) {
1125                 t_var = btf__type_by_id(btf, vsi->type);
1126                 var = btf_var(t_var);
1127
1128                 if (!btf_is_var(t_var)) {
1129                         pr_debug("Non-VAR type seen in section %s\n", name);
1130                         return -EINVAL;
1131                 }
1132
1133                 if (var->linkage == BTF_VAR_STATIC)
1134                         continue;
1135
1136                 name = btf__name_by_offset(btf, t_var->name_off);
1137                 if (!name) {
1138                         pr_debug("No name found in string section for VAR kind\n");
1139                         return -ENOENT;
1140                 }
1141
1142                 ret = bpf_object__variable_offset(obj, name, &off);
1143                 if (ret) {
1144                         pr_debug("No offset found in symbol table for VAR %s\n",
1145                                  name);
1146                         return -ENOENT;
1147                 }
1148
1149                 vsi->offset = off;
1150         }
1151
1152 sort_vars:
1153         qsort(btf_var_secinfos(t), vars, sizeof(*vsi), compare_vsi_off);
1154         return 0;
1155 }
1156
1157 int btf__finalize_data(struct bpf_object *obj, struct btf *btf)
1158 {
1159         int err = 0;
1160         __u32 i;
1161
1162         for (i = 1; i <= btf->nr_types; i++) {
1163                 struct btf_type *t = btf_type_by_id(btf, i);
1164
1165                 /* Loader needs to fix up some of the things compiler
1166                  * couldn't get its hands on while emitting BTF. This
1167                  * is section size and global variable offset. We use
1168                  * the info from the ELF itself for this purpose.
1169                  */
1170                 if (btf_is_datasec(t)) {
1171                         err = btf_fixup_datasec(obj, btf, t);
1172                         if (err)
1173                                 break;
1174                 }
1175         }
1176
1177         return libbpf_err(err);
1178 }
1179
1180 static void *btf_get_raw_data(const struct btf *btf, __u32 *size, bool swap_endian);
1181
1182 int btf__load(struct btf *btf)
1183 {
1184         __u32 log_buf_size = 0, raw_size;
1185         char *log_buf = NULL;
1186         void *raw_data;
1187         int err = 0;
1188
1189         if (btf->fd >= 0)
1190                 return libbpf_err(-EEXIST);
1191
1192 retry_load:
1193         if (log_buf_size) {
1194                 log_buf = malloc(log_buf_size);
1195                 if (!log_buf)
1196                         return libbpf_err(-ENOMEM);
1197
1198                 *log_buf = 0;
1199         }
1200
1201         raw_data = btf_get_raw_data(btf, &raw_size, false);
1202         if (!raw_data) {
1203                 err = -ENOMEM;
1204                 goto done;
1205         }
1206         /* cache native raw data representation */
1207         btf->raw_size = raw_size;
1208         btf->raw_data = raw_data;
1209
1210         btf->fd = bpf_load_btf(raw_data, raw_size, log_buf, log_buf_size, false);
1211         if (btf->fd < 0) {
1212                 if (!log_buf || errno == ENOSPC) {
1213                         log_buf_size = max((__u32)BPF_LOG_BUF_SIZE,
1214                                            log_buf_size << 1);
1215                         free(log_buf);
1216                         goto retry_load;
1217                 }
1218
1219                 err = -errno;
1220                 pr_warn("Error loading BTF: %s(%d)\n", strerror(errno), errno);
1221                 if (*log_buf)
1222                         pr_warn("%s\n", log_buf);
1223                 goto done;
1224         }
1225
1226 done:
1227         free(log_buf);
1228         return libbpf_err(err);
1229 }
1230
1231 int btf__fd(const struct btf *btf)
1232 {
1233         return btf->fd;
1234 }
1235
1236 void btf__set_fd(struct btf *btf, int fd)
1237 {
1238         btf->fd = fd;
1239 }
1240
1241 static const void *btf_strs_data(const struct btf *btf)
1242 {
1243         return btf->strs_data ? btf->strs_data : strset__data(btf->strs_set);
1244 }
1245
1246 static void *btf_get_raw_data(const struct btf *btf, __u32 *size, bool swap_endian)
1247 {
1248         struct btf_header *hdr = btf->hdr;
1249         struct btf_type *t;
1250         void *data, *p;
1251         __u32 data_sz;
1252         int i;
1253
1254         data = swap_endian ? btf->raw_data_swapped : btf->raw_data;
1255         if (data) {
1256                 *size = btf->raw_size;
1257                 return data;
1258         }
1259
1260         data_sz = hdr->hdr_len + hdr->type_len + hdr->str_len;
1261         data = calloc(1, data_sz);
1262         if (!data)
1263                 return NULL;
1264         p = data;
1265
1266         memcpy(p, hdr, hdr->hdr_len);
1267         if (swap_endian)
1268                 btf_bswap_hdr(p);
1269         p += hdr->hdr_len;
1270
1271         memcpy(p, btf->types_data, hdr->type_len);
1272         if (swap_endian) {
1273                 for (i = 0; i < btf->nr_types; i++) {
1274                         t = p + btf->type_offs[i];
1275                         /* btf_bswap_type_rest() relies on native t->info, so
1276                          * we swap base type info after we swapped all the
1277                          * additional information
1278                          */
1279                         if (btf_bswap_type_rest(t))
1280                                 goto err_out;
1281                         btf_bswap_type_base(t);
1282                 }
1283         }
1284         p += hdr->type_len;
1285
1286         memcpy(p, btf_strs_data(btf), hdr->str_len);
1287         p += hdr->str_len;
1288
1289         *size = data_sz;
1290         return data;
1291 err_out:
1292         free(data);
1293         return NULL;
1294 }
1295
1296 const void *btf__get_raw_data(const struct btf *btf_ro, __u32 *size)
1297 {
1298         struct btf *btf = (struct btf *)btf_ro;
1299         __u32 data_sz;
1300         void *data;
1301
1302         data = btf_get_raw_data(btf, &data_sz, btf->swapped_endian);
1303         if (!data)
1304                 return errno = -ENOMEM, NULL;
1305
1306         btf->raw_size = data_sz;
1307         if (btf->swapped_endian)
1308                 btf->raw_data_swapped = data;
1309         else
1310                 btf->raw_data = data;
1311         *size = data_sz;
1312         return data;
1313 }
1314
1315 const char *btf__str_by_offset(const struct btf *btf, __u32 offset)
1316 {
1317         if (offset < btf->start_str_off)
1318                 return btf__str_by_offset(btf->base_btf, offset);
1319         else if (offset - btf->start_str_off < btf->hdr->str_len)
1320                 return btf_strs_data(btf) + (offset - btf->start_str_off);
1321         else
1322                 return errno = EINVAL, NULL;
1323 }
1324
1325 const char *btf__name_by_offset(const struct btf *btf, __u32 offset)
1326 {
1327         return btf__str_by_offset(btf, offset);
1328 }
1329
1330 struct btf *btf_get_from_fd(int btf_fd, struct btf *base_btf)
1331 {
1332         struct bpf_btf_info btf_info;
1333         __u32 len = sizeof(btf_info);
1334         __u32 last_size;
1335         struct btf *btf;
1336         void *ptr;
1337         int err;
1338
1339         /* we won't know btf_size until we call bpf_obj_get_info_by_fd(). so
1340          * let's start with a sane default - 4KiB here - and resize it only if
1341          * bpf_obj_get_info_by_fd() needs a bigger buffer.
1342          */
1343         last_size = 4096;
1344         ptr = malloc(last_size);
1345         if (!ptr)
1346                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1347
1348         memset(&btf_info, 0, sizeof(btf_info));
1349         btf_info.btf = ptr_to_u64(ptr);
1350         btf_info.btf_size = last_size;
1351         err = bpf_obj_get_info_by_fd(btf_fd, &btf_info, &len);
1352
1353         if (!err && btf_info.btf_size > last_size) {
1354                 void *temp_ptr;
1355
1356                 last_size = btf_info.btf_size;
1357                 temp_ptr = realloc(ptr, last_size);
1358                 if (!temp_ptr) {
1359                         btf = ERR_PTR(-ENOMEM);
1360                         goto exit_free;
1361                 }
1362                 ptr = temp_ptr;
1363
1364                 len = sizeof(btf_info);
1365                 memset(&btf_info, 0, sizeof(btf_info));
1366                 btf_info.btf = ptr_to_u64(ptr);
1367                 btf_info.btf_size = last_size;
1368
1369                 err = bpf_obj_get_info_by_fd(btf_fd, &btf_info, &len);
1370         }
1371
1372         if (err || btf_info.btf_size > last_size) {
1373                 btf = err ? ERR_PTR(-errno) : ERR_PTR(-E2BIG);
1374                 goto exit_free;
1375         }
1376
1377         btf = btf_new(ptr, btf_info.btf_size, base_btf);
1378
1379 exit_free:
1380         free(ptr);
1381         return btf;
1382 }
1383
1384 int btf__get_from_id(__u32 id, struct btf **btf)
1385 {
1386         struct btf *res;
1387         int err, btf_fd;
1388
1389         *btf = NULL;
1390         btf_fd = bpf_btf_get_fd_by_id(id);
1391         if (btf_fd < 0)
1392                 return libbpf_err(-errno);
1393
1394         res = btf_get_from_fd(btf_fd, NULL);
1395         err = libbpf_get_error(res);
1396
1397         close(btf_fd);
1398
1399         if (err)
1400                 return libbpf_err(err);
1401
1402         *btf = res;
1403         return 0;
1404 }
1405
1406 int btf__get_map_kv_tids(const struct btf *btf, const char *map_name,
1407                          __u32 expected_key_size, __u32 expected_value_size,
1408                          __u32 *key_type_id, __u32 *value_type_id)
1409 {
1410         const struct btf_type *container_type;
1411         const struct btf_member *key, *value;
1412         const size_t max_name = 256;
1413         char container_name[max_name];
1414         __s64 key_size, value_size;
1415         __s32 container_id;
1416
1417         if (snprintf(container_name, max_name, "____btf_map_%s", map_name) == max_name) {
1418                 pr_warn("map:%s length of '____btf_map_%s' is too long\n",
1419                         map_name, map_name);
1420                 return libbpf_err(-EINVAL);
1421         }
1422
1423         container_id = btf__find_by_name(btf, container_name);
1424         if (container_id < 0) {
1425                 pr_debug("map:%s container_name:%s cannot be found in BTF. Missing BPF_ANNOTATE_KV_PAIR?\n",
1426                          map_name, container_name);
1427                 return libbpf_err(container_id);
1428         }
1429
1430         container_type = btf__type_by_id(btf, container_id);
1431         if (!container_type) {
1432                 pr_warn("map:%s cannot find BTF type for container_id:%u\n",
1433                         map_name, container_id);
1434                 return libbpf_err(-EINVAL);
1435         }
1436
1437         if (!btf_is_struct(container_type) || btf_vlen(container_type) < 2) {
1438                 pr_warn("map:%s container_name:%s is an invalid container struct\n",
1439                         map_name, container_name);
1440                 return libbpf_err(-EINVAL);
1441         }
1442
1443         key = btf_members(container_type);
1444         value = key + 1;
1445
1446         key_size = btf__resolve_size(btf, key->type);
1447         if (key_size < 0) {
1448                 pr_warn("map:%s invalid BTF key_type_size\n", map_name);
1449                 return libbpf_err(key_size);
1450         }
1451
1452         if (expected_key_size != key_size) {
1453                 pr_warn("map:%s btf_key_type_size:%u != map_def_key_size:%u\n",
1454                         map_name, (__u32)key_size, expected_key_size);
1455                 return libbpf_err(-EINVAL);
1456         }
1457
1458         value_size = btf__resolve_size(btf, value->type);
1459         if (value_size < 0) {
1460                 pr_warn("map:%s invalid BTF value_type_size\n", map_name);
1461                 return libbpf_err(value_size);
1462         }
1463
1464         if (expected_value_size != value_size) {
1465                 pr_warn("map:%s btf_value_type_size:%u != map_def_value_size:%u\n",
1466                         map_name, (__u32)value_size, expected_value_size);
1467                 return libbpf_err(-EINVAL);
1468         }
1469
1470         *key_type_id = key->type;
1471         *value_type_id = value->type;
1472
1473         return 0;
1474 }
1475
1476 static void btf_invalidate_raw_data(struct btf *btf)
1477 {
1478         if (btf->raw_data) {
1479                 free(btf->raw_data);
1480                 btf->raw_data = NULL;
1481         }
1482         if (btf->raw_data_swapped) {
1483                 free(btf->raw_data_swapped);
1484                 btf->raw_data_swapped = NULL;
1485         }
1486 }
1487
1488 /* Ensure BTF is ready to be modified (by splitting into a three memory
1489  * regions for header, types, and strings). Also invalidate cached
1490  * raw_data, if any.
1491  */
1492 static int btf_ensure_modifiable(struct btf *btf)
1493 {
1494         void *hdr, *types;
1495         struct strset *set = NULL;
1496         int err = -ENOMEM;
1497
1498         if (btf_is_modifiable(btf)) {
1499                 /* any BTF modification invalidates raw_data */
1500                 btf_invalidate_raw_data(btf);
1501                 return 0;
1502         }
1503
1504         /* split raw data into three memory regions */
1505         hdr = malloc(btf->hdr->hdr_len);
1506         types = malloc(btf->hdr->type_len);
1507         if (!hdr || !types)
1508                 goto err_out;
1509
1510         memcpy(hdr, btf->hdr, btf->hdr->hdr_len);
1511         memcpy(types, btf->types_data, btf->hdr->type_len);
1512
1513         /* build lookup index for all strings */
1514         set = strset__new(BTF_MAX_STR_OFFSET, btf->strs_data, btf->hdr->str_len);
1515         if (IS_ERR(set)) {
1516                 err = PTR_ERR(set);
1517                 goto err_out;
1518         }
1519
1520         /* only when everything was successful, update internal state */
1521         btf->hdr = hdr;
1522         btf->types_data = types;
1523         btf->types_data_cap = btf->hdr->type_len;
1524         btf->strs_data = NULL;
1525         btf->strs_set = set;
1526         /* if BTF was created from scratch, all strings are guaranteed to be
1527          * unique and deduplicated
1528          */
1529         if (btf->hdr->str_len == 0)
1530                 btf->strs_deduped = true;
1531         if (!btf->base_btf && btf->hdr->str_len == 1)
1532                 btf->strs_deduped = true;
1533
1534         /* invalidate raw_data representation */
1535         btf_invalidate_raw_data(btf);
1536
1537         return 0;
1538
1539 err_out:
1540         strset__free(set);
1541         free(hdr);
1542         free(types);
1543         return err;
1544 }
1545
1546 /* Find an offset in BTF string section that corresponds to a given string *s*.
1547  * Returns:
1548  *   - >0 offset into string section, if string is found;
1549  *   - -ENOENT, if string is not in the string section;
1550  *   - <0, on any other error.
1551  */
1552 int btf__find_str(struct btf *btf, const char *s)
1553 {
1554         int off;
1555
1556         if (btf->base_btf) {
1557                 off = btf__find_str(btf->base_btf, s);
1558                 if (off != -ENOENT)
1559                         return off;
1560         }
1561
1562         /* BTF needs to be in a modifiable state to build string lookup index */
1563         if (btf_ensure_modifiable(btf))
1564                 return libbpf_err(-ENOMEM);
1565
1566         off = strset__find_str(btf->strs_set, s);
1567         if (off < 0)
1568                 return libbpf_err(off);
1569
1570         return btf->start_str_off + off;
1571 }
1572
1573 /* Add a string s to the BTF string section.
1574  * Returns:
1575  *   - > 0 offset into string section, on success;
1576  *   - < 0, on error.
1577  */
1578 int btf__add_str(struct btf *btf, const char *s)
1579 {
1580         int off;
1581
1582         if (btf->base_btf) {
1583                 off = btf__find_str(btf->base_btf, s);
1584                 if (off != -ENOENT)
1585                         return off;
1586         }
1587
1588         if (btf_ensure_modifiable(btf))
1589                 return libbpf_err(-ENOMEM);
1590
1591         off = strset__add_str(btf->strs_set, s);
1592         if (off < 0)
1593                 return libbpf_err(off);
1594
1595         btf->hdr->str_len = strset__data_size(btf->strs_set);
1596
1597         return btf->start_str_off + off;
1598 }
1599
1600 static void *btf_add_type_mem(struct btf *btf, size_t add_sz)
1601 {
1602         return libbpf_add_mem(&btf->types_data, &btf->types_data_cap, 1,
1603                               btf->hdr->type_len, UINT_MAX, add_sz);
1604 }
1605
1606 static void btf_type_inc_vlen(struct btf_type *t)
1607 {
1608         t->info = btf_type_info(btf_kind(t), btf_vlen(t) + 1, btf_kflag(t));
1609 }
1610
1611 static int btf_commit_type(struct btf *btf, int data_sz)
1612 {
1613         int err;
1614
1615         err = btf_add_type_idx_entry(btf, btf->hdr->type_len);
1616         if (err)
1617                 return libbpf_err(err);
1618
1619         btf->hdr->type_len += data_sz;
1620         btf->hdr->str_off += data_sz;
1621         btf->nr_types++;
1622         return btf->start_id + btf->nr_types - 1;
1623 }
1624
1625 struct btf_pipe {
1626         const struct btf *src;
1627         struct btf *dst;
1628 };
1629
1630 static int btf_rewrite_str(__u32 *str_off, void *ctx)
1631 {
1632         struct btf_pipe *p = ctx;
1633         int off;
1634
1635         if (!*str_off) /* nothing to do for empty strings */
1636                 return 0;
1637
1638         off = btf__add_str(p->dst, btf__str_by_offset(p->src, *str_off));
1639         if (off < 0)
1640                 return off;
1641
1642         *str_off = off;
1643         return 0;
1644 }
1645
1646 int btf__add_type(struct btf *btf, const struct btf *src_btf, const struct btf_type *src_type)
1647 {
1648         struct btf_pipe p = { .src = src_btf, .dst = btf };
1649         struct btf_type *t;
1650         int sz, err;
1651
1652         sz = btf_type_size(src_type);
1653         if (sz < 0)
1654                 return libbpf_err(sz);
1655
1656         /* deconstruct BTF, if necessary, and invalidate raw_data */
1657         if (btf_ensure_modifiable(btf))
1658                 return libbpf_err(-ENOMEM);
1659
1660         t = btf_add_type_mem(btf, sz);
1661         if (!t)
1662                 return libbpf_err(-ENOMEM);
1663
1664         memcpy(t, src_type, sz);
1665
1666         err = btf_type_visit_str_offs(t, btf_rewrite_str, &p);
1667         if (err)
1668                 return libbpf_err(err);
1669
1670         return btf_commit_type(btf, sz);
1671 }
1672
1673 /*
1674  * Append new BTF_KIND_INT type with:
1675  *   - *name* - non-empty, non-NULL type name;
1676  *   - *sz* - power-of-2 (1, 2, 4, ..) size of the type, in bytes;
1677  *   - encoding is a combination of BTF_INT_SIGNED, BTF_INT_CHAR, BTF_INT_BOOL.
1678  * Returns:
1679  *   - >0, type ID of newly added BTF type;
1680  *   - <0, on error.
1681  */
1682 int btf__add_int(struct btf *btf, const char *name, size_t byte_sz, int encoding)
1683 {
1684         struct btf_type *t;
1685         int sz, name_off;
1686
1687         /* non-empty name */
1688         if (!name || !name[0])
1689                 return libbpf_err(-EINVAL);
1690         /* byte_sz must be power of 2 */
1691         if (!byte_sz || (byte_sz & (byte_sz - 1)) || byte_sz > 16)
1692                 return libbpf_err(-EINVAL);
1693         if (encoding & ~(BTF_INT_SIGNED | BTF_INT_CHAR | BTF_INT_BOOL))
1694                 return libbpf_err(-EINVAL);
1695
1696         /* deconstruct BTF, if necessary, and invalidate raw_data */
1697         if (btf_ensure_modifiable(btf))
1698                 return libbpf_err(-ENOMEM);
1699
1700         sz = sizeof(struct btf_type) + sizeof(int);
1701         t = btf_add_type_mem(btf, sz);
1702         if (!t)
1703                 return libbpf_err(-ENOMEM);
1704
1705         /* if something goes wrong later, we might end up with an extra string,
1706          * but that shouldn't be a problem, because BTF can't be constructed
1707          * completely anyway and will most probably be just discarded
1708          */
1709         name_off = btf__add_str(btf, name);
1710         if (name_off < 0)
1711                 return name_off;
1712
1713         t->name_off = name_off;
1714         t->info = btf_type_info(BTF_KIND_INT, 0, 0);
1715         t->size = byte_sz;
1716         /* set INT info, we don't allow setting legacy bit offset/size */
1717         *(__u32 *)(t + 1) = (encoding << 24) | (byte_sz * 8);
1718
1719         return btf_commit_type(btf, sz);
1720 }
1721
1722 /*
1723  * Append new BTF_KIND_FLOAT type with:
1724  *   - *name* - non-empty, non-NULL type name;
1725  *   - *sz* - size of the type, in bytes;
1726  * Returns:
1727  *   - >0, type ID of newly added BTF type;
1728  *   - <0, on error.
1729  */
1730 int btf__add_float(struct btf *btf, const char *name, size_t byte_sz)
1731 {
1732         struct btf_type *t;
1733         int sz, name_off;
1734
1735         /* non-empty name */
1736         if (!name || !name[0])
1737                 return libbpf_err(-EINVAL);
1738
1739         /* byte_sz must be one of the explicitly allowed values */
1740         if (byte_sz != 2 && byte_sz != 4 && byte_sz != 8 && byte_sz != 12 &&
1741             byte_sz != 16)
1742                 return libbpf_err(-EINVAL);
1743
1744         if (btf_ensure_modifiable(btf))
1745                 return libbpf_err(-ENOMEM);
1746
1747         sz = sizeof(struct btf_type);
1748         t = btf_add_type_mem(btf, sz);
1749         if (!t)
1750                 return libbpf_err(-ENOMEM);
1751
1752         name_off = btf__add_str(btf, name);
1753         if (name_off < 0)
1754                 return name_off;
1755
1756         t->name_off = name_off;
1757         t->info = btf_type_info(BTF_KIND_FLOAT, 0, 0);
1758         t->size = byte_sz;
1759
1760         return btf_commit_type(btf, sz);
1761 }
1762
1763 /* it's completely legal to append BTF types with type IDs pointing forward to
1764  * types that haven't been appended yet, so we only make sure that id looks
1765  * sane, we can't guarantee that ID will always be valid
1766  */
1767 static int validate_type_id(int id)
1768 {
1769         if (id < 0 || id > BTF_MAX_NR_TYPES)
1770                 return -EINVAL;
1771         return 0;
1772 }
1773
1774 /* generic append function for PTR, TYPEDEF, CONST/VOLATILE/RESTRICT */
1775 static int btf_add_ref_kind(struct btf *btf, int kind, const char *name, int ref_type_id)
1776 {
1777         struct btf_type *t;
1778         int sz, name_off = 0;
1779
1780         if (validate_type_id(ref_type_id))
1781                 return libbpf_err(-EINVAL);
1782
1783         if (btf_ensure_modifiable(btf))
1784                 return libbpf_err(-ENOMEM);
1785
1786         sz = sizeof(struct btf_type);
1787         t = btf_add_type_mem(btf, sz);
1788         if (!t)
1789                 return libbpf_err(-ENOMEM);
1790
1791         if (name && name[0]) {
1792                 name_off = btf__add_str(btf, name);
1793                 if (name_off < 0)
1794                         return name_off;
1795         }
1796
1797         t->name_off = name_off;
1798         t->info = btf_type_info(kind, 0, 0);
1799         t->type = ref_type_id;
1800
1801         return btf_commit_type(btf, sz);
1802 }
1803
1804 /*
1805  * Append new BTF_KIND_PTR type with:
1806  *   - *ref_type_id* - referenced type ID, it might not exist yet;
1807  * Returns:
1808  *   - >0, type ID of newly added BTF type;
1809  *   - <0, on error.
1810  */
1811 int btf__add_ptr(struct btf *btf, int ref_type_id)
1812 {
1813         return btf_add_ref_kind(btf, BTF_KIND_PTR, NULL, ref_type_id);
1814 }
1815
1816 /*
1817  * Append new BTF_KIND_ARRAY type with:
1818  *   - *index_type_id* - type ID of the type describing array index;
1819  *   - *elem_type_id* - type ID of the type describing array element;
1820  *   - *nr_elems* - the size of the array;
1821  * Returns:
1822  *   - >0, type ID of newly added BTF type;
1823  *   - <0, on error.
1824  */
1825 int btf__add_array(struct btf *btf, int index_type_id, int elem_type_id, __u32 nr_elems)
1826 {
1827         struct btf_type *t;
1828         struct btf_array *a;
1829         int sz;
1830
1831         if (validate_type_id(index_type_id) || validate_type_id(elem_type_id))
1832                 return libbpf_err(-EINVAL);
1833
1834         if (btf_ensure_modifiable(btf))
1835                 return libbpf_err(-ENOMEM);
1836
1837         sz = sizeof(struct btf_type) + sizeof(struct btf_array);
1838         t = btf_add_type_mem(btf, sz);
1839         if (!t)
1840                 return libbpf_err(-ENOMEM);
1841
1842         t->name_off = 0;
1843         t->info = btf_type_info(BTF_KIND_ARRAY, 0, 0);
1844         t->size = 0;
1845
1846         a = btf_array(t);
1847         a->type = elem_type_id;
1848         a->index_type = index_type_id;
1849         a->nelems = nr_elems;
1850
1851         return btf_commit_type(btf, sz);
1852 }
1853
1854 /* generic STRUCT/UNION append function */
1855 static int btf_add_composite(struct btf *btf, int kind, const char *name, __u32 bytes_sz)
1856 {
1857         struct btf_type *t;
1858         int sz, name_off = 0;
1859
1860         if (btf_ensure_modifiable(btf))
1861                 return libbpf_err(-ENOMEM);
1862
1863         sz = sizeof(struct btf_type);
1864         t = btf_add_type_mem(btf, sz);
1865         if (!t)
1866                 return libbpf_err(-ENOMEM);
1867
1868         if (name && name[0]) {
1869                 name_off = btf__add_str(btf, name);
1870                 if (name_off < 0)
1871                         return name_off;
1872         }
1873
1874         /* start out with vlen=0 and no kflag; this will be adjusted when
1875          * adding each member
1876          */
1877         t->name_off = name_off;
1878         t->info = btf_type_info(kind, 0, 0);
1879         t->size = bytes_sz;
1880
1881         return btf_commit_type(btf, sz);
1882 }
1883
1884 /*
1885  * Append new BTF_KIND_STRUCT type with:
1886  *   - *name* - name of the struct, can be NULL or empty for anonymous structs;
1887  *   - *byte_sz* - size of the struct, in bytes;
1888  *
1889  * Struct initially has no fields in it. Fields can be added by
1890  * btf__add_field() right after btf__add_struct() succeeds.
1891  *
1892  * Returns:
1893  *   - >0, type ID of newly added BTF type;
1894  *   - <0, on error.
1895  */
1896 int btf__add_struct(struct btf *btf, const char *name, __u32 byte_sz)
1897 {
1898         return btf_add_composite(btf, BTF_KIND_STRUCT, name, byte_sz);
1899 }
1900
1901 /*
1902  * Append new BTF_KIND_UNION type with:
1903  *   - *name* - name of the union, can be NULL or empty for anonymous union;
1904  *   - *byte_sz* - size of the union, in bytes;
1905  *
1906  * Union initially has no fields in it. Fields can be added by
1907  * btf__add_field() right after btf__add_union() succeeds. All fields
1908  * should have *bit_offset* of 0.
1909  *
1910  * Returns:
1911  *   - >0, type ID of newly added BTF type;
1912  *   - <0, on error.
1913  */
1914 int btf__add_union(struct btf *btf, const char *name, __u32 byte_sz)
1915 {
1916         return btf_add_composite(btf, BTF_KIND_UNION, name, byte_sz);
1917 }
1918
1919 static struct btf_type *btf_last_type(struct btf *btf)
1920 {
1921         return btf_type_by_id(btf, btf__get_nr_types(btf));
1922 }
1923
1924 /*
1925  * Append new field for the current STRUCT/UNION type with:
1926  *   - *name* - name of the field, can be NULL or empty for anonymous field;
1927  *   - *type_id* - type ID for the type describing field type;
1928  *   - *bit_offset* - bit offset of the start of the field within struct/union;
1929  *   - *bit_size* - bit size of a bitfield, 0 for non-bitfield fields;
1930  * Returns:
1931  *   -  0, on success;
1932  *   - <0, on error.
1933  */
1934 int btf__add_field(struct btf *btf, const char *name, int type_id,
1935                    __u32 bit_offset, __u32 bit_size)
1936 {
1937         struct btf_type *t;
1938         struct btf_member *m;
1939         bool is_bitfield;
1940         int sz, name_off = 0;
1941
1942         /* last type should be union/struct */
1943         if (btf->nr_types == 0)
1944                 return libbpf_err(-EINVAL);
1945         t = btf_last_type(btf);
1946         if (!btf_is_composite(t))
1947                 return libbpf_err(-EINVAL);
1948
1949         if (validate_type_id(type_id))
1950                 return libbpf_err(-EINVAL);
1951         /* best-effort bit field offset/size enforcement */
1952         is_bitfield = bit_size || (bit_offset % 8 != 0);
1953         if (is_bitfield && (bit_size == 0 || bit_size > 255 || bit_offset > 0xffffff))
1954                 return libbpf_err(-EINVAL);
1955
1956         /* only offset 0 is allowed for unions */
1957         if (btf_is_union(t) && bit_offset)
1958                 return libbpf_err(-EINVAL);
1959
1960         /* decompose and invalidate raw data */
1961         if (btf_ensure_modifiable(btf))
1962                 return libbpf_err(-ENOMEM);
1963
1964         sz = sizeof(struct btf_member);
1965         m = btf_add_type_mem(btf, sz);
1966         if (!m)
1967                 return libbpf_err(-ENOMEM);
1968
1969         if (name && name[0]) {
1970                 name_off = btf__add_str(btf, name);
1971                 if (name_off < 0)
1972                         return name_off;
1973         }
1974
1975         m->name_off = name_off;
1976         m->type = type_id;
1977         m->offset = bit_offset | (bit_size << 24);
1978
1979         /* btf_add_type_mem can invalidate t pointer */
1980         t = btf_last_type(btf);
1981         /* update parent type's vlen and kflag */
1982         t->info = btf_type_info(btf_kind(t), btf_vlen(t) + 1, is_bitfield || btf_kflag(t));
1983
1984         btf->hdr->type_len += sz;
1985         btf->hdr->str_off += sz;
1986         return 0;
1987 }
1988
1989 /*
1990  * Append new BTF_KIND_ENUM type with:
1991  *   - *name* - name of the enum, can be NULL or empty for anonymous enums;
1992  *   - *byte_sz* - size of the enum, in bytes.
1993  *
1994  * Enum initially has no enum values in it (and corresponds to enum forward
1995  * declaration). Enumerator values can be added by btf__add_enum_value()
1996  * immediately after btf__add_enum() succeeds.
1997  *
1998  * Returns:
1999  *   - >0, type ID of newly added BTF type;
2000  *   - <0, on error.
2001  */
2002 int btf__add_enum(struct btf *btf, const char *name, __u32 byte_sz)
2003 {
2004         struct btf_type *t;
2005         int sz, name_off = 0;
2006
2007         /* byte_sz must be power of 2 */
2008         if (!byte_sz || (byte_sz & (byte_sz - 1)) || byte_sz > 8)
2009                 return libbpf_err(-EINVAL);
2010
2011         if (btf_ensure_modifiable(btf))
2012                 return libbpf_err(-ENOMEM);
2013
2014         sz = sizeof(struct btf_type);
2015         t = btf_add_type_mem(btf, sz);
2016         if (!t)
2017                 return libbpf_err(-ENOMEM);
2018
2019         if (name && name[0]) {
2020                 name_off = btf__add_str(btf, name);
2021                 if (name_off < 0)
2022                         return name_off;
2023         }
2024
2025         /* start out with vlen=0; it will be adjusted when adding enum values */
2026         t->name_off = name_off;
2027         t->info = btf_type_info(BTF_KIND_ENUM, 0, 0);
2028         t->size = byte_sz;
2029
2030         return btf_commit_type(btf, sz);
2031 }
2032
2033 /*
2034  * Append new enum value for the current ENUM type with:
2035  *   - *name* - name of the enumerator value, can't be NULL or empty;
2036  *   - *value* - integer value corresponding to enum value *name*;
2037  * Returns:
2038  *   -  0, on success;
2039  *   - <0, on error.
2040  */
2041 int btf__add_enum_value(struct btf *btf, const char *name, __s64 value)
2042 {
2043         struct btf_type *t;
2044         struct btf_enum *v;
2045         int sz, name_off;
2046
2047         /* last type should be BTF_KIND_ENUM */
2048         if (btf->nr_types == 0)
2049                 return libbpf_err(-EINVAL);
2050         t = btf_last_type(btf);
2051         if (!btf_is_enum(t))
2052                 return libbpf_err(-EINVAL);
2053
2054         /* non-empty name */
2055         if (!name || !name[0])
2056                 return libbpf_err(-EINVAL);
2057         if (value < INT_MIN || value > UINT_MAX)
2058                 return libbpf_err(-E2BIG);
2059
2060         /* decompose and invalidate raw data */
2061         if (btf_ensure_modifiable(btf))
2062                 return libbpf_err(-ENOMEM);
2063
2064         sz = sizeof(struct btf_enum);
2065         v = btf_add_type_mem(btf, sz);
2066         if (!v)
2067                 return libbpf_err(-ENOMEM);
2068
2069         name_off = btf__add_str(btf, name);
2070         if (name_off < 0)
2071                 return name_off;
2072
2073         v->name_off = name_off;
2074         v->val = value;
2075
2076         /* update parent type's vlen */
2077         t = btf_last_type(btf);
2078         btf_type_inc_vlen(t);
2079
2080         btf->hdr->type_len += sz;
2081         btf->hdr->str_off += sz;
2082         return 0;
2083 }
2084
2085 /*
2086  * Append new BTF_KIND_FWD type with:
2087  *   - *name*, non-empty/non-NULL name;
2088  *   - *fwd_kind*, kind of forward declaration, one of BTF_FWD_STRUCT,
2089  *     BTF_FWD_UNION, or BTF_FWD_ENUM;
2090  * Returns:
2091  *   - >0, type ID of newly added BTF type;
2092  *   - <0, on error.
2093  */
2094 int btf__add_fwd(struct btf *btf, const char *name, enum btf_fwd_kind fwd_kind)
2095 {
2096         if (!name || !name[0])
2097                 return libbpf_err(-EINVAL);
2098
2099         switch (fwd_kind) {
2100         case BTF_FWD_STRUCT:
2101         case BTF_FWD_UNION: {
2102                 struct btf_type *t;
2103                 int id;
2104
2105                 id = btf_add_ref_kind(btf, BTF_KIND_FWD, name, 0);
2106                 if (id <= 0)
2107                         return id;
2108                 t = btf_type_by_id(btf, id);
2109                 t->info = btf_type_info(BTF_KIND_FWD, 0, fwd_kind == BTF_FWD_UNION);
2110                 return id;
2111         }
2112         case BTF_FWD_ENUM:
2113                 /* enum forward in BTF currently is just an enum with no enum
2114                  * values; we also assume a standard 4-byte size for it
2115                  */
2116                 return btf__add_enum(btf, name, sizeof(int));
2117         default:
2118                 return libbpf_err(-EINVAL);
2119         }
2120 }
2121
2122 /*
2123  * Append new BTF_KING_TYPEDEF type with:
2124  *   - *name*, non-empty/non-NULL name;
2125  *   - *ref_type_id* - referenced type ID, it might not exist yet;
2126  * Returns:
2127  *   - >0, type ID of newly added BTF type;
2128  *   - <0, on error.
2129  */
2130 int btf__add_typedef(struct btf *btf, const char *name, int ref_type_id)
2131 {
2132         if (!name || !name[0])
2133                 return libbpf_err(-EINVAL);
2134
2135         return btf_add_ref_kind(btf, BTF_KIND_TYPEDEF, name, ref_type_id);
2136 }
2137
2138 /*
2139  * Append new BTF_KIND_VOLATILE type with:
2140  *   - *ref_type_id* - referenced type ID, it might not exist yet;
2141  * Returns:
2142  *   - >0, type ID of newly added BTF type;
2143  *   - <0, on error.
2144  */
2145 int btf__add_volatile(struct btf *btf, int ref_type_id)
2146 {
2147         return btf_add_ref_kind(btf, BTF_KIND_VOLATILE, NULL, ref_type_id);
2148 }
2149
2150 /*
2151  * Append new BTF_KIND_CONST type with:
2152  *   - *ref_type_id* - referenced type ID, it might not exist yet;
2153  * Returns:
2154  *   - >0, type ID of newly added BTF type;
2155  *   - <0, on error.
2156  */
2157 int btf__add_const(struct btf *btf, int ref_type_id)
2158 {
2159         return btf_add_ref_kind(btf, BTF_KIND_CONST, NULL, ref_type_id);
2160 }
2161
2162 /*
2163  * Append new BTF_KIND_RESTRICT type with:
2164  *   - *ref_type_id* - referenced type ID, it might not exist yet;
2165  * Returns:
2166  *   - >0, type ID of newly added BTF type;
2167  *   - <0, on error.
2168  */
2169 int btf__add_restrict(struct btf *btf, int ref_type_id)
2170 {
2171         return btf_add_ref_kind(btf, BTF_KIND_RESTRICT, NULL, ref_type_id);
2172 }
2173
2174 /*
2175  * Append new BTF_KIND_FUNC type with:
2176  *   - *name*, non-empty/non-NULL name;
2177  *   - *proto_type_id* - FUNC_PROTO's type ID, it might not exist yet;
2178  * Returns:
2179  *   - >0, type ID of newly added BTF type;
2180  *   - <0, on error.
2181  */
2182 int btf__add_func(struct btf *btf, const char *name,
2183                   enum btf_func_linkage linkage, int proto_type_id)
2184 {
2185         int id;
2186
2187         if (!name || !name[0])
2188                 return libbpf_err(-EINVAL);
2189         if (linkage != BTF_FUNC_STATIC && linkage != BTF_FUNC_GLOBAL &&
2190             linkage != BTF_FUNC_EXTERN)
2191                 return libbpf_err(-EINVAL);
2192
2193         id = btf_add_ref_kind(btf, BTF_KIND_FUNC, name, proto_type_id);
2194         if (id > 0) {
2195                 struct btf_type *t = btf_type_by_id(btf, id);
2196
2197                 t->info = btf_type_info(BTF_KIND_FUNC, linkage, 0);
2198         }
2199         return libbpf_err(id);
2200 }
2201
2202 /*
2203  * Append new BTF_KIND_FUNC_PROTO with:
2204  *   - *ret_type_id* - type ID for return result of a function.
2205  *
2206  * Function prototype initially has no arguments, but they can be added by
2207  * btf__add_func_param() one by one, immediately after
2208  * btf__add_func_proto() succeeded.
2209  *
2210  * Returns:
2211  *   - >0, type ID of newly added BTF type;
2212  *   - <0, on error.
2213  */
2214 int btf__add_func_proto(struct btf *btf, int ret_type_id)
2215 {
2216         struct btf_type *t;
2217         int sz;
2218
2219         if (validate_type_id(ret_type_id))
2220                 return libbpf_err(-EINVAL);
2221
2222         if (btf_ensure_modifiable(btf))
2223                 return libbpf_err(-ENOMEM);
2224
2225         sz = sizeof(struct btf_type);
2226         t = btf_add_type_mem(btf, sz);
2227         if (!t)
2228                 return libbpf_err(-ENOMEM);
2229
2230         /* start out with vlen=0; this will be adjusted when adding enum
2231          * values, if necessary
2232          */
2233         t->name_off = 0;
2234         t->info = btf_type_info(BTF_KIND_FUNC_PROTO, 0, 0);
2235         t->type = ret_type_id;
2236
2237         return btf_commit_type(btf, sz);
2238 }
2239
2240 /*
2241  * Append new function parameter for current FUNC_PROTO type with:
2242  *   - *name* - parameter name, can be NULL or empty;
2243  *   - *type_id* - type ID describing the type of the parameter.
2244  * Returns:
2245  *   -  0, on success;
2246  *   - <0, on error.
2247  */
2248 int btf__add_func_param(struct btf *btf, const char *name, int type_id)
2249 {
2250         struct btf_type *t;
2251         struct btf_param *p;
2252         int sz, name_off = 0;
2253
2254         if (validate_type_id(type_id))
2255                 return libbpf_err(-EINVAL);
2256
2257         /* last type should be BTF_KIND_FUNC_PROTO */
2258         if (btf->nr_types == 0)
2259                 return libbpf_err(-EINVAL);
2260         t = btf_last_type(btf);
2261         if (!btf_is_func_proto(t))
2262                 return libbpf_err(-EINVAL);
2263
2264         /* decompose and invalidate raw data */
2265         if (btf_ensure_modifiable(btf))
2266                 return libbpf_err(-ENOMEM);
2267
2268         sz = sizeof(struct btf_param);
2269         p = btf_add_type_mem(btf, sz);
2270         if (!p)
2271                 return libbpf_err(-ENOMEM);
2272
2273         if (name && name[0]) {
2274                 name_off = btf__add_str(btf, name);
2275                 if (name_off < 0)
2276                         return name_off;
2277         }
2278
2279         p->name_off = name_off;
2280         p->type = type_id;
2281
2282         /* update parent type's vlen */
2283         t = btf_last_type(btf);
2284         btf_type_inc_vlen(t);
2285
2286         btf->hdr->type_len += sz;
2287         btf->hdr->str_off += sz;
2288         return 0;
2289 }
2290
2291 /*
2292  * Append new BTF_KIND_VAR type with:
2293  *   - *name* - non-empty/non-NULL name;
2294  *   - *linkage* - variable linkage, one of BTF_VAR_STATIC,
2295  *     BTF_VAR_GLOBAL_ALLOCATED, or BTF_VAR_GLOBAL_EXTERN;
2296  *   - *type_id* - type ID of the type describing the type of the variable.
2297  * Returns:
2298  *   - >0, type ID of newly added BTF type;
2299  *   - <0, on error.
2300  */
2301 int btf__add_var(struct btf *btf, const char *name, int linkage, int type_id)
2302 {
2303         struct btf_type *t;
2304         struct btf_var *v;
2305         int sz, name_off;
2306
2307         /* non-empty name */
2308         if (!name || !name[0])
2309                 return libbpf_err(-EINVAL);
2310         if (linkage != BTF_VAR_STATIC && linkage != BTF_VAR_GLOBAL_ALLOCATED &&
2311             linkage != BTF_VAR_GLOBAL_EXTERN)
2312                 return libbpf_err(-EINVAL);
2313         if (validate_type_id(type_id))
2314                 return libbpf_err(-EINVAL);
2315
2316         /* deconstruct BTF, if necessary, and invalidate raw_data */
2317         if (btf_ensure_modifiable(btf))
2318                 return libbpf_err(-ENOMEM);
2319
2320         sz = sizeof(struct btf_type) + sizeof(struct btf_var);
2321         t = btf_add_type_mem(btf, sz);
2322         if (!t)
2323                 return libbpf_err(-ENOMEM);
2324
2325         name_off = btf__add_str(btf, name);
2326         if (name_off < 0)
2327                 return name_off;
2328
2329         t->name_off = name_off;
2330         t->info = btf_type_info(BTF_KIND_VAR, 0, 0);
2331         t->type = type_id;
2332
2333         v = btf_var(t);
2334         v->linkage = linkage;
2335
2336         return btf_commit_type(btf, sz);
2337 }
2338
2339 /*
2340  * Append new BTF_KIND_DATASEC type with:
2341  *   - *name* - non-empty/non-NULL name;
2342  *   - *byte_sz* - data section size, in bytes.
2343  *
2344  * Data section is initially empty. Variables info can be added with
2345  * btf__add_datasec_var_info() calls, after btf__add_datasec() succeeds.
2346  *
2347  * Returns:
2348  *   - >0, type ID of newly added BTF type;
2349  *   - <0, on error.
2350  */
2351 int btf__add_datasec(struct btf *btf, const char *name, __u32 byte_sz)
2352 {
2353         struct btf_type *t;
2354         int sz, name_off;
2355
2356         /* non-empty name */
2357         if (!name || !name[0])
2358                 return libbpf_err(-EINVAL);
2359
2360         if (btf_ensure_modifiable(btf))
2361                 return libbpf_err(-ENOMEM);
2362
2363         sz = sizeof(struct btf_type);
2364         t = btf_add_type_mem(btf, sz);
2365         if (!t)
2366                 return libbpf_err(-ENOMEM);
2367
2368         name_off = btf__add_str(btf, name);
2369         if (name_off < 0)
2370                 return name_off;
2371
2372         /* start with vlen=0, which will be update as var_secinfos are added */
2373         t->name_off = name_off;
2374         t->info = btf_type_info(BTF_KIND_DATASEC, 0, 0);
2375         t->size = byte_sz;
2376
2377         return btf_commit_type(btf, sz);
2378 }
2379
2380 /*
2381  * Append new data section variable information entry for current DATASEC type:
2382  *   - *var_type_id* - type ID, describing type of the variable;
2383  *   - *offset* - variable offset within data section, in bytes;
2384  *   - *byte_sz* - variable size, in bytes.
2385  *
2386  * Returns:
2387  *   -  0, on success;
2388  *   - <0, on error.
2389  */
2390 int btf__add_datasec_var_info(struct btf *btf, int var_type_id, __u32 offset, __u32 byte_sz)
2391 {
2392         struct btf_type *t;
2393         struct btf_var_secinfo *v;
2394         int sz;
2395
2396         /* last type should be BTF_KIND_DATASEC */
2397         if (btf->nr_types == 0)
2398                 return libbpf_err(-EINVAL);
2399         t = btf_last_type(btf);
2400         if (!btf_is_datasec(t))
2401                 return libbpf_err(-EINVAL);
2402
2403         if (validate_type_id(var_type_id))
2404                 return libbpf_err(-EINVAL);
2405
2406         /* decompose and invalidate raw data */
2407         if (btf_ensure_modifiable(btf))
2408                 return libbpf_err(-ENOMEM);
2409
2410         sz = sizeof(struct btf_var_secinfo);
2411         v = btf_add_type_mem(btf, sz);
2412         if (!v)
2413                 return libbpf_err(-ENOMEM);
2414
2415         v->type = var_type_id;
2416         v->offset = offset;
2417         v->size = byte_sz;
2418
2419         /* update parent type's vlen */
2420         t = btf_last_type(btf);
2421         btf_type_inc_vlen(t);
2422
2423         btf->hdr->type_len += sz;
2424         btf->hdr->str_off += sz;
2425         return 0;
2426 }
2427
2428 struct btf_ext_sec_setup_param {
2429         __u32 off;
2430         __u32 len;
2431         __u32 min_rec_size;
2432         struct btf_ext_info *ext_info;
2433         const char *desc;
2434 };
2435
2436 static int btf_ext_setup_info(struct btf_ext *btf_ext,
2437                               struct btf_ext_sec_setup_param *ext_sec)
2438 {
2439         const struct btf_ext_info_sec *sinfo;
2440         struct btf_ext_info *ext_info;
2441         __u32 info_left, record_size;
2442         /* The start of the info sec (including the __u32 record_size). */
2443         void *info;
2444
2445         if (ext_sec->len == 0)
2446                 return 0;
2447
2448         if (ext_sec->off & 0x03) {
2449                 pr_debug(".BTF.ext %s section is not aligned to 4 bytes\n",
2450                      ext_sec->desc);
2451                 return -EINVAL;
2452         }
2453
2454         info = btf_ext->data + btf_ext->hdr->hdr_len + ext_sec->off;
2455         info_left = ext_sec->len;
2456
2457         if (btf_ext->data + btf_ext->data_size < info + ext_sec->len) {
2458                 pr_debug("%s section (off:%u len:%u) is beyond the end of the ELF section .BTF.ext\n",
2459                          ext_sec->desc, ext_sec->off, ext_sec->len);
2460                 return -EINVAL;
2461         }
2462
2463         /* At least a record size */
2464         if (info_left < sizeof(__u32)) {
2465                 pr_debug(".BTF.ext %s record size not found\n", ext_sec->desc);
2466                 return -EINVAL;
2467         }
2468
2469         /* The record size needs to meet the minimum standard */
2470         record_size = *(__u32 *)info;
2471         if (record_size < ext_sec->min_rec_size ||
2472             record_size & 0x03) {
2473                 pr_debug("%s section in .BTF.ext has invalid record size %u\n",
2474                          ext_sec->desc, record_size);
2475                 return -EINVAL;
2476         }
2477
2478         sinfo = info + sizeof(__u32);
2479         info_left -= sizeof(__u32);
2480
2481         /* If no records, return failure now so .BTF.ext won't be used. */
2482         if (!info_left) {
2483                 pr_debug("%s section in .BTF.ext has no records", ext_sec->desc);
2484                 return -EINVAL;
2485         }
2486
2487         while (info_left) {
2488                 unsigned int sec_hdrlen = sizeof(struct btf_ext_info_sec);
2489                 __u64 total_record_size;
2490                 __u32 num_records;
2491
2492                 if (info_left < sec_hdrlen) {
2493                         pr_debug("%s section header is not found in .BTF.ext\n",
2494                              ext_sec->desc);
2495                         return -EINVAL;
2496                 }
2497
2498                 num_records = sinfo->num_info;
2499                 if (num_records == 0) {
2500                         pr_debug("%s section has incorrect num_records in .BTF.ext\n",
2501                              ext_sec->desc);
2502                         return -EINVAL;
2503                 }
2504
2505                 total_record_size = sec_hdrlen +
2506                                     (__u64)num_records * record_size;
2507                 if (info_left < total_record_size) {
2508                         pr_debug("%s section has incorrect num_records in .BTF.ext\n",
2509                              ext_sec->desc);
2510                         return -EINVAL;
2511                 }
2512
2513                 info_left -= total_record_size;
2514                 sinfo = (void *)sinfo + total_record_size;
2515         }
2516
2517         ext_info = ext_sec->ext_info;
2518         ext_info->len = ext_sec->len - sizeof(__u32);
2519         ext_info->rec_size = record_size;
2520         ext_info->info = info + sizeof(__u32);
2521
2522         return 0;
2523 }
2524
2525 static int btf_ext_setup_func_info(struct btf_ext *btf_ext)
2526 {
2527         struct btf_ext_sec_setup_param param = {
2528                 .off = btf_ext->hdr->func_info_off,
2529                 .len = btf_ext->hdr->func_info_len,
2530                 .min_rec_size = sizeof(struct bpf_func_info_min),
2531                 .ext_info = &btf_ext->func_info,
2532                 .desc = "func_info"
2533         };
2534
2535         return btf_ext_setup_info(btf_ext, &param);
2536 }
2537
2538 static int btf_ext_setup_line_info(struct btf_ext *btf_ext)
2539 {
2540         struct btf_ext_sec_setup_param param = {
2541                 .off = btf_ext->hdr->line_info_off,
2542                 .len = btf_ext->hdr->line_info_len,
2543                 .min_rec_size = sizeof(struct bpf_line_info_min),
2544                 .ext_info = &btf_ext->line_info,
2545                 .desc = "line_info",
2546         };
2547
2548         return btf_ext_setup_info(btf_ext, &param);
2549 }
2550
2551 static int btf_ext_setup_core_relos(struct btf_ext *btf_ext)
2552 {
2553         struct btf_ext_sec_setup_param param = {
2554                 .off = btf_ext->hdr->core_relo_off,
2555                 .len = btf_ext->hdr->core_relo_len,
2556                 .min_rec_size = sizeof(struct bpf_core_relo),
2557                 .ext_info = &btf_ext->core_relo_info,
2558                 .desc = "core_relo",
2559         };
2560
2561         return btf_ext_setup_info(btf_ext, &param);
2562 }
2563
2564 static int btf_ext_parse_hdr(__u8 *data, __u32 data_size)
2565 {
2566         const struct btf_ext_header *hdr = (struct btf_ext_header *)data;
2567
2568         if (data_size < offsetofend(struct btf_ext_header, hdr_len) ||
2569             data_size < hdr->hdr_len) {
2570                 pr_debug("BTF.ext header not found");
2571                 return -EINVAL;
2572         }
2573
2574         if (hdr->magic == bswap_16(BTF_MAGIC)) {
2575                 pr_warn("BTF.ext in non-native endianness is not supported\n");
2576                 return -ENOTSUP;
2577         } else if (hdr->magic != BTF_MAGIC) {
2578                 pr_debug("Invalid BTF.ext magic:%x\n", hdr->magic);
2579                 return -EINVAL;
2580         }
2581
2582         if (hdr->version != BTF_VERSION) {
2583                 pr_debug("Unsupported BTF.ext version:%u\n", hdr->version);
2584                 return -ENOTSUP;
2585         }
2586
2587         if (hdr->flags) {
2588                 pr_debug("Unsupported BTF.ext flags:%x\n", hdr->flags);
2589                 return -ENOTSUP;
2590         }
2591
2592         if (data_size == hdr->hdr_len) {
2593                 pr_debug("BTF.ext has no data\n");
2594                 return -EINVAL;
2595         }
2596
2597         return 0;
2598 }
2599
2600 void btf_ext__free(struct btf_ext *btf_ext)
2601 {
2602         if (IS_ERR_OR_NULL(btf_ext))
2603                 return;
2604         free(btf_ext->data);
2605         free(btf_ext);
2606 }
2607
2608 struct btf_ext *btf_ext__new(__u8 *data, __u32 size)
2609 {
2610         struct btf_ext *btf_ext;
2611         int err;
2612
2613         err = btf_ext_parse_hdr(data, size);
2614         if (err)
2615                 return libbpf_err_ptr(err);
2616
2617         btf_ext = calloc(1, sizeof(struct btf_ext));
2618         if (!btf_ext)
2619                 return libbpf_err_ptr(-ENOMEM);
2620
2621         btf_ext->data_size = size;
2622         btf_ext->data = malloc(size);
2623         if (!btf_ext->data) {
2624                 err = -ENOMEM;
2625                 goto done;
2626         }
2627         memcpy(btf_ext->data, data, size);
2628
2629         if (btf_ext->hdr->hdr_len < offsetofend(struct btf_ext_header, line_info_len)) {
2630                 err = -EINVAL;
2631                 goto done;
2632         }
2633
2634         err = btf_ext_setup_func_info(btf_ext);
2635         if (err)
2636                 goto done;
2637
2638         err = btf_ext_setup_line_info(btf_ext);
2639         if (err)
2640                 goto done;
2641
2642         if (btf_ext->hdr->hdr_len < offsetofend(struct btf_ext_header, core_relo_len)) {
2643                 err = -EINVAL;
2644                 goto done;
2645         }
2646
2647         err = btf_ext_setup_core_relos(btf_ext);
2648         if (err)
2649                 goto done;
2650
2651 done:
2652         if (err) {
2653                 btf_ext__free(btf_ext);
2654                 return libbpf_err_ptr(err);
2655         }
2656
2657         return btf_ext;
2658 }
2659
2660 const void *btf_ext__get_raw_data(const struct btf_ext *btf_ext, __u32 *size)
2661 {
2662         *size = btf_ext->data_size;
2663         return btf_ext->data;
2664 }
2665
2666 static int btf_ext_reloc_info(const struct btf *btf,
2667                               const struct btf_ext_info *ext_info,
2668                               const char *sec_name, __u32 insns_cnt,
2669                               void **info, __u32 *cnt)
2670 {
2671         __u32 sec_hdrlen = sizeof(struct btf_ext_info_sec);
2672         __u32 i, record_size, existing_len, records_len;
2673         struct btf_ext_info_sec *sinfo;
2674         const char *info_sec_name;
2675         __u64 remain_len;
2676         void *data;
2677
2678         record_size = ext_info->rec_size;
2679         sinfo = ext_info->info;
2680         remain_len = ext_info->len;
2681         while (remain_len > 0) {
2682                 records_len = sinfo->num_info * record_size;
2683                 info_sec_name = btf__name_by_offset(btf, sinfo->sec_name_off);
2684                 if (strcmp(info_sec_name, sec_name)) {
2685                         remain_len -= sec_hdrlen + records_len;
2686                         sinfo = (void *)sinfo + sec_hdrlen + records_len;
2687                         continue;
2688                 }
2689
2690                 existing_len = (*cnt) * record_size;
2691                 data = realloc(*info, existing_len + records_len);
2692                 if (!data)
2693                         return libbpf_err(-ENOMEM);
2694
2695                 memcpy(data + existing_len, sinfo->data, records_len);
2696                 /* adjust insn_off only, the rest data will be passed
2697                  * to the kernel.
2698                  */
2699                 for (i = 0; i < sinfo->num_info; i++) {
2700                         __u32 *insn_off;
2701
2702                         insn_off = data + existing_len + (i * record_size);
2703                         *insn_off = *insn_off / sizeof(struct bpf_insn) + insns_cnt;
2704                 }
2705                 *info = data;
2706                 *cnt += sinfo->num_info;
2707                 return 0;
2708         }
2709
2710         return libbpf_err(-ENOENT);
2711 }
2712
2713 int btf_ext__reloc_func_info(const struct btf *btf,
2714                              const struct btf_ext *btf_ext,
2715                              const char *sec_name, __u32 insns_cnt,
2716                              void **func_info, __u32 *cnt)
2717 {
2718         return btf_ext_reloc_info(btf, &btf_ext->func_info, sec_name,
2719                                   insns_cnt, func_info, cnt);
2720 }
2721
2722 int btf_ext__reloc_line_info(const struct btf *btf,
2723                              const struct btf_ext *btf_ext,
2724                              const char *sec_name, __u32 insns_cnt,
2725                              void **line_info, __u32 *cnt)
2726 {
2727         return btf_ext_reloc_info(btf, &btf_ext->line_info, sec_name,
2728                                   insns_cnt, line_info, cnt);
2729 }
2730
2731 __u32 btf_ext__func_info_rec_size(const struct btf_ext *btf_ext)
2732 {
2733         return btf_ext->func_info.rec_size;
2734 }
2735
2736 __u32 btf_ext__line_info_rec_size(const struct btf_ext *btf_ext)
2737 {
2738         return btf_ext->line_info.rec_size;
2739 }
2740
2741 struct btf_dedup;
2742
2743 static struct btf_dedup *btf_dedup_new(struct btf *btf, struct btf_ext *btf_ext,
2744                                        const struct btf_dedup_opts *opts);
2745 static void btf_dedup_free(struct btf_dedup *d);
2746 static int btf_dedup_prep(struct btf_dedup *d);
2747 static int btf_dedup_strings(struct btf_dedup *d);
2748 static int btf_dedup_prim_types(struct btf_dedup *d);
2749 static int btf_dedup_struct_types(struct btf_dedup *d);
2750 static int btf_dedup_ref_types(struct btf_dedup *d);
2751 static int btf_dedup_compact_types(struct btf_dedup *d);
2752 static int btf_dedup_remap_types(struct btf_dedup *d);
2753
2754 /*
2755  * Deduplicate BTF types and strings.
2756  *
2757  * BTF dedup algorithm takes as an input `struct btf` representing `.BTF` ELF
2758  * section with all BTF type descriptors and string data. It overwrites that
2759  * memory in-place with deduplicated types and strings without any loss of
2760  * information. If optional `struct btf_ext` representing '.BTF.ext' ELF section
2761  * is provided, all the strings referenced from .BTF.ext section are honored
2762  * and updated to point to the right offsets after deduplication.
2763  *
2764  * If function returns with error, type/string data might be garbled and should
2765  * be discarded.
2766  *
2767  * More verbose and detailed description of both problem btf_dedup is solving,
2768  * as well as solution could be found at:
2769  * https://facebookmicrosites.github.io/bpf/blog/2018/11/14/btf-enhancement.html
2770  *
2771  * Problem description and justification
2772  * =====================================
2773  *
2774  * BTF type information is typically emitted either as a result of conversion
2775  * from DWARF to BTF or directly by compiler. In both cases, each compilation
2776  * unit contains information about a subset of all the types that are used
2777  * in an application. These subsets are frequently overlapping and contain a lot
2778  * of duplicated information when later concatenated together into a single
2779  * binary. This algorithm ensures that each unique type is represented by single
2780  * BTF type descriptor, greatly reducing resulting size of BTF data.
2781  *
2782  * Compilation unit isolation and subsequent duplication of data is not the only
2783  * problem. The same type hierarchy (e.g., struct and all the type that struct
2784  * references) in different compilation units can be represented in BTF to
2785  * various degrees of completeness (or, rather, incompleteness) due to
2786  * struct/union forward declarations.
2787  *
2788  * Let's take a look at an example, that we'll use to better understand the
2789  * problem (and solution). Suppose we have two compilation units, each using
2790  * same `struct S`, but each of them having incomplete type information about
2791  * struct's fields:
2792  *
2793  * // CU #1:
2794  * struct S;
2795  * struct A {
2796  *      int a;
2797  *      struct A* self;
2798  *      struct S* parent;
2799  * };
2800  * struct B;
2801  * struct S {
2802  *      struct A* a_ptr;
2803  *      struct B* b_ptr;
2804  * };
2805  *
2806  * // CU #2:
2807  * struct S;
2808  * struct A;
2809  * struct B {
2810  *      int b;
2811  *      struct B* self;
2812  *      struct S* parent;
2813  * };
2814  * struct S {
2815  *      struct A* a_ptr;
2816  *      struct B* b_ptr;
2817  * };
2818  *
2819  * In case of CU #1, BTF data will know only that `struct B` exist (but no
2820  * more), but will know the complete type information about `struct A`. While
2821  * for CU #2, it will know full type information about `struct B`, but will
2822  * only know about forward declaration of `struct A` (in BTF terms, it will
2823  * have `BTF_KIND_FWD` type descriptor with name `B`).
2824  *
2825  * This compilation unit isolation means that it's possible that there is no
2826  * single CU with complete type information describing structs `S`, `A`, and
2827  * `B`. Also, we might get tons of duplicated and redundant type information.
2828  *
2829  * Additional complication we need to keep in mind comes from the fact that
2830  * types, in general, can form graphs containing cycles, not just DAGs.
2831  *
2832  * While algorithm does deduplication, it also merges and resolves type
2833  * information (unless disabled throught `struct btf_opts`), whenever possible.
2834  * E.g., in the example above with two compilation units having partial type
2835  * information for structs `A` and `B`, the output of algorithm will emit
2836  * a single copy of each BTF type that describes structs `A`, `B`, and `S`
2837  * (as well as type information for `int` and pointers), as if they were defined
2838  * in a single compilation unit as:
2839  *
2840  * struct A {
2841  *      int a;
2842  *      struct A* self;
2843  *      struct S* parent;
2844  * };
2845  * struct B {
2846  *      int b;
2847  *      struct B* self;
2848  *      struct S* parent;
2849  * };
2850  * struct S {
2851  *      struct A* a_ptr;
2852  *      struct B* b_ptr;
2853  * };
2854  *
2855  * Algorithm summary
2856  * =================
2857  *
2858  * Algorithm completes its work in 6 separate passes:
2859  *
2860  * 1. Strings deduplication.
2861  * 2. Primitive types deduplication (int, enum, fwd).
2862  * 3. Struct/union types deduplication.
2863  * 4. Reference types deduplication (pointers, typedefs, arrays, funcs, func
2864  *    protos, and const/volatile/restrict modifiers).
2865  * 5. Types compaction.
2866  * 6. Types remapping.
2867  *
2868  * Algorithm determines canonical type descriptor, which is a single
2869  * representative type for each truly unique type. This canonical type is the
2870  * one that will go into final deduplicated BTF type information. For
2871  * struct/unions, it is also the type that algorithm will merge additional type
2872  * information into (while resolving FWDs), as it discovers it from data in
2873  * other CUs. Each input BTF type eventually gets either mapped to itself, if
2874  * that type is canonical, or to some other type, if that type is equivalent
2875  * and was chosen as canonical representative. This mapping is stored in
2876  * `btf_dedup->map` array. This map is also used to record STRUCT/UNION that
2877  * FWD type got resolved to.
2878  *
2879  * To facilitate fast discovery of canonical types, we also maintain canonical
2880  * index (`btf_dedup->dedup_table`), which maps type descriptor's signature hash
2881  * (i.e., hashed kind, name, size, fields, etc) into a list of canonical types
2882  * that match that signature. With sufficiently good choice of type signature
2883  * hashing function, we can limit number of canonical types for each unique type
2884  * signature to a very small number, allowing to find canonical type for any
2885  * duplicated type very quickly.
2886  *
2887  * Struct/union deduplication is the most critical part and algorithm for
2888  * deduplicating structs/unions is described in greater details in comments for
2889  * `btf_dedup_is_equiv` function.
2890  */
2891 int btf__dedup(struct btf *btf, struct btf_ext *btf_ext,
2892                const struct btf_dedup_opts *opts)
2893 {
2894         struct btf_dedup *d = btf_dedup_new(btf, btf_ext, opts);
2895         int err;
2896
2897         if (IS_ERR(d)) {
2898                 pr_debug("btf_dedup_new failed: %ld", PTR_ERR(d));
2899                 return libbpf_err(-EINVAL);
2900         }
2901
2902         if (btf_ensure_modifiable(btf))
2903                 return libbpf_err(-ENOMEM);
2904
2905         err = btf_dedup_prep(d);
2906         if (err) {
2907                 pr_debug("btf_dedup_prep failed:%d\n", err);
2908                 goto done;
2909         }
2910         err = btf_dedup_strings(d);
2911         if (err < 0) {
2912                 pr_debug("btf_dedup_strings failed:%d\n", err);
2913                 goto done;
2914         }
2915         err = btf_dedup_prim_types(d);
2916         if (err < 0) {
2917                 pr_debug("btf_dedup_prim_types failed:%d\n", err);
2918                 goto done;
2919         }
2920         err = btf_dedup_struct_types(d);
2921         if (err < 0) {
2922                 pr_debug("btf_dedup_struct_types failed:%d\n", err);
2923                 goto done;
2924         }
2925         err = btf_dedup_ref_types(d);
2926         if (err < 0) {
2927                 pr_debug("btf_dedup_ref_types failed:%d\n", err);
2928                 goto done;
2929         }
2930         err = btf_dedup_compact_types(d);
2931         if (err < 0) {
2932                 pr_debug("btf_dedup_compact_types failed:%d\n", err);
2933                 goto done;
2934         }
2935         err = btf_dedup_remap_types(d);
2936         if (err < 0) {
2937                 pr_debug("btf_dedup_remap_types failed:%d\n", err);
2938                 goto done;
2939         }
2940
2941 done:
2942         btf_dedup_free(d);
2943         return libbpf_err(err);
2944 }
2945
2946 #define BTF_UNPROCESSED_ID ((__u32)-1)
2947 #define BTF_IN_PROGRESS_ID ((__u32)-2)
2948
2949 struct btf_dedup {
2950         /* .BTF section to be deduped in-place */
2951         struct btf *btf;
2952         /*
2953          * Optional .BTF.ext section. When provided, any strings referenced
2954          * from it will be taken into account when deduping strings
2955          */
2956         struct btf_ext *btf_ext;
2957         /*
2958          * This is a map from any type's signature hash to a list of possible
2959          * canonical representative type candidates. Hash collisions are
2960          * ignored, so even types of various kinds can share same list of
2961          * candidates, which is fine because we rely on subsequent
2962          * btf_xxx_equal() checks to authoritatively verify type equality.
2963          */
2964         struct hashmap *dedup_table;
2965         /* Canonical types map */
2966         __u32 *map;
2967         /* Hypothetical mapping, used during type graph equivalence checks */
2968         __u32 *hypot_map;
2969         __u32 *hypot_list;
2970         size_t hypot_cnt;
2971         size_t hypot_cap;
2972         /* Whether hypothetical mapping, if successful, would need to adjust
2973          * already canonicalized types (due to a new forward declaration to
2974          * concrete type resolution). In such case, during split BTF dedup
2975          * candidate type would still be considered as different, because base
2976          * BTF is considered to be immutable.
2977          */
2978         bool hypot_adjust_canon;
2979         /* Various option modifying behavior of algorithm */
2980         struct btf_dedup_opts opts;
2981         /* temporary strings deduplication state */
2982         struct strset *strs_set;
2983 };
2984
2985 static long hash_combine(long h, long value)
2986 {
2987         return h * 31 + value;
2988 }
2989
2990 #define for_each_dedup_cand(d, node, hash) \
2991         hashmap__for_each_key_entry(d->dedup_table, node, (void *)hash)
2992
2993 static int btf_dedup_table_add(struct btf_dedup *d, long hash, __u32 type_id)
2994 {
2995         return hashmap__append(d->dedup_table,
2996                                (void *)hash, (void *)(long)type_id);
2997 }
2998
2999 static int btf_dedup_hypot_map_add(struct btf_dedup *d,
3000                                    __u32 from_id, __u32 to_id)
3001 {
3002         if (d->hypot_cnt == d->hypot_cap) {
3003                 __u32 *new_list;
3004
3005                 d->hypot_cap += max((size_t)16, d->hypot_cap / 2);
3006                 new_list = libbpf_reallocarray(d->hypot_list, d->hypot_cap, sizeof(__u32));
3007                 if (!new_list)
3008                         return -ENOMEM;
3009                 d->hypot_list = new_list;
3010         }
3011         d->hypot_list[d->hypot_cnt++] = from_id;
3012         d->hypot_map[from_id] = to_id;
3013         return 0;
3014 }
3015
3016 static void btf_dedup_clear_hypot_map(struct btf_dedup *d)
3017 {
3018         int i;
3019
3020         for (i = 0; i < d->hypot_cnt; i++)
3021                 d->hypot_map[d->hypot_list[i]] = BTF_UNPROCESSED_ID;
3022         d->hypot_cnt = 0;
3023         d->hypot_adjust_canon = false;
3024 }
3025
3026 static void btf_dedup_free(struct btf_dedup *d)
3027 {
3028         hashmap__free(d->dedup_table);
3029         d->dedup_table = NULL;
3030
3031         free(d->map);
3032         d->map = NULL;
3033
3034         free(d->hypot_map);
3035         d->hypot_map = NULL;
3036
3037         free(d->hypot_list);
3038         d->hypot_list = NULL;
3039
3040         free(d);
3041 }
3042
3043 static size_t btf_dedup_identity_hash_fn(const void *key, void *ctx)
3044 {
3045         return (size_t)key;
3046 }
3047
3048 static size_t btf_dedup_collision_hash_fn(const void *key, void *ctx)
3049 {
3050         return 0;
3051 }
3052
3053 static bool btf_dedup_equal_fn(const void *k1, const void *k2, void *ctx)
3054 {
3055         return k1 == k2;
3056 }
3057
3058 static struct btf_dedup *btf_dedup_new(struct btf *btf, struct btf_ext *btf_ext,
3059                                        const struct btf_dedup_opts *opts)
3060 {
3061         struct btf_dedup *d = calloc(1, sizeof(struct btf_dedup));
3062         hashmap_hash_fn hash_fn = btf_dedup_identity_hash_fn;
3063         int i, err = 0, type_cnt;
3064
3065         if (!d)
3066                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
3067
3068         d->opts.dont_resolve_fwds = opts && opts->dont_resolve_fwds;
3069         /* dedup_table_size is now used only to force collisions in tests */
3070         if (opts && opts->dedup_table_size == 1)
3071                 hash_fn = btf_dedup_collision_hash_fn;
3072
3073         d->btf = btf;
3074         d->btf_ext = btf_ext;
3075
3076         d->dedup_table = hashmap__new(hash_fn, btf_dedup_equal_fn, NULL);
3077         if (IS_ERR(d->dedup_table)) {
3078                 err = PTR_ERR(d->dedup_table);
3079                 d->dedup_table = NULL;
3080                 goto done;
3081         }
3082
3083         type_cnt = btf__get_nr_types(btf) + 1;
3084         d->map = malloc(sizeof(__u32) * type_cnt);
3085         if (!d->map) {
3086                 err = -ENOMEM;
3087                 goto done;
3088         }
3089         /* special BTF "void" type is made canonical immediately */
3090         d->map[0] = 0;
3091         for (i = 1; i < type_cnt; i++) {
3092                 struct btf_type *t = btf_type_by_id(d->btf, i);
3093
3094                 /* VAR and DATASEC are never deduped and are self-canonical */
3095                 if (btf_is_var(t) || btf_is_datasec(t))
3096                         d->map[i] = i;
3097                 else
3098                         d->map[i] = BTF_UNPROCESSED_ID;
3099         }
3100
3101         d->hypot_map = malloc(sizeof(__u32) * type_cnt);
3102         if (!d->hypot_map) {
3103                 err = -ENOMEM;
3104                 goto done;
3105         }
3106         for (i = 0; i < type_cnt; i++)
3107                 d->hypot_map[i] = BTF_UNPROCESSED_ID;
3108
3109 done:
3110         if (err) {
3111                 btf_dedup_free(d);
3112                 return ERR_PTR(err);
3113         }
3114
3115         return d;
3116 }
3117
3118 /*
3119  * Iterate over all possible places in .BTF and .BTF.ext that can reference
3120  * string and pass pointer to it to a provided callback `fn`.
3121  */
3122 static int btf_for_each_str_off(struct btf_dedup *d, str_off_visit_fn fn, void *ctx)
3123 {
3124         int i, r;
3125
3126         for (i = 0; i < d->btf->nr_types; i++) {
3127                 struct btf_type *t = btf_type_by_id(d->btf, d->btf->start_id + i);
3128
3129                 r = btf_type_visit_str_offs(t, fn, ctx);
3130                 if (r)
3131                         return r;
3132         }
3133
3134         if (!d->btf_ext)
3135                 return 0;
3136
3137         r = btf_ext_visit_str_offs(d->btf_ext, fn, ctx);
3138         if (r)
3139                 return r;
3140
3141         return 0;
3142 }
3143
3144 static int strs_dedup_remap_str_off(__u32 *str_off_ptr, void *ctx)
3145 {
3146         struct btf_dedup *d = ctx;
3147         __u32 str_off = *str_off_ptr;
3148         const char *s;
3149         int off, err;
3150
3151         /* don't touch empty string or string in main BTF */
3152         if (str_off == 0 || str_off < d->btf->start_str_off)
3153                 return 0;
3154
3155         s = btf__str_by_offset(d->btf, str_off);
3156         if (d->btf->base_btf) {
3157                 err = btf__find_str(d->btf->base_btf, s);
3158                 if (err >= 0) {
3159                         *str_off_ptr = err;
3160                         return 0;
3161                 }
3162                 if (err != -ENOENT)
3163                         return err;
3164         }
3165
3166         off = strset__add_str(d->strs_set, s);
3167         if (off < 0)
3168                 return off;
3169
3170         *str_off_ptr = d->btf->start_str_off + off;
3171         return 0;
3172 }
3173
3174 /*
3175  * Dedup string and filter out those that are not referenced from either .BTF
3176  * or .BTF.ext (if provided) sections.
3177  *
3178  * This is done by building index of all strings in BTF's string section,
3179  * then iterating over all entities that can reference strings (e.g., type
3180  * names, struct field names, .BTF.ext line info, etc) and marking corresponding
3181  * strings as used. After that all used strings are deduped and compacted into
3182  * sequential blob of memory and new offsets are calculated. Then all the string
3183  * references are iterated again and rewritten using new offsets.
3184  */
3185 static int btf_dedup_strings(struct btf_dedup *d)
3186 {
3187         int err;
3188
3189         if (d->btf->strs_deduped)
3190                 return 0;
3191
3192         d->strs_set = strset__new(BTF_MAX_STR_OFFSET, NULL, 0);
3193         if (IS_ERR(d->strs_set)) {
3194                 err = PTR_ERR(d->strs_set);
3195                 goto err_out;
3196         }
3197
3198         if (!d->btf->base_btf) {
3199                 /* insert empty string; we won't be looking it up during strings
3200                  * dedup, but it's good to have it for generic BTF string lookups
3201                  */
3202                 err = strset__add_str(d->strs_set, "");
3203                 if (err < 0)
3204                         goto err_out;
3205         }
3206
3207         /* remap string offsets */
3208         err = btf_for_each_str_off(d, strs_dedup_remap_str_off, d);
3209         if (err)
3210                 goto err_out;
3211
3212         /* replace BTF string data and hash with deduped ones */
3213         strset__free(d->btf->strs_set);
3214         d->btf->hdr->str_len = strset__data_size(d->strs_set);
3215         d->btf->strs_set = d->strs_set;
3216         d->strs_set = NULL;
3217         d->btf->strs_deduped = true;
3218         return 0;
3219
3220 err_out:
3221         strset__free(d->strs_set);
3222         d->strs_set = NULL;
3223
3224         return err;
3225 }
3226
3227 static long btf_hash_common(struct btf_type *t)
3228 {
3229         long h;
3230
3231         h = hash_combine(0, t->name_off);
3232         h = hash_combine(h, t->info);
3233         h = hash_combine(h, t->size);
3234         return h;
3235 }
3236
3237 static bool btf_equal_common(struct btf_type *t1, struct btf_type *t2)
3238 {
3239         return t1->name_off == t2->name_off &&
3240                t1->info == t2->info &&
3241                t1->size == t2->size;
3242 }
3243
3244 /* Calculate type signature hash of INT. */
3245 static long btf_hash_int(struct btf_type *t)
3246 {
3247         __u32 info = *(__u32 *)(t + 1);
3248         long h;
3249
3250         h = btf_hash_common(t);
3251         h = hash_combine(h, info);
3252         return h;
3253 }
3254
3255 /* Check structural equality of two INTs. */
3256 static bool btf_equal_int(struct btf_type *t1, struct btf_type *t2)
3257 {
3258         __u32 info1, info2;
3259
3260         if (!btf_equal_common(t1, t2))
3261                 return false;
3262         info1 = *(__u32 *)(t1 + 1);
3263         info2 = *(__u32 *)(t2 + 1);
3264         return info1 == info2;
3265 }
3266
3267 /* Calculate type signature hash of ENUM. */
3268 static long btf_hash_enum(struct btf_type *t)
3269 {
3270         long h;
3271
3272         /* don't hash vlen and enum members to support enum fwd resolving */
3273         h = hash_combine(0, t->name_off);
3274         h = hash_combine(h, t->info & ~0xffff);
3275         h = hash_combine(h, t->size);
3276         return h;
3277 }
3278
3279 /* Check structural equality of two ENUMs. */
3280 static bool btf_equal_enum(struct btf_type *t1, struct btf_type *t2)
3281 {
3282         const struct btf_enum *m1, *m2;
3283         __u16 vlen;
3284         int i;
3285
3286         if (!btf_equal_common(t1, t2))
3287                 return false;
3288
3289         vlen = btf_vlen(t1);
3290         m1 = btf_enum(t1);
3291         m2 = btf_enum(t2);
3292         for (i = 0; i < vlen; i++) {
3293                 if (m1->name_off != m2->name_off || m1->val != m2->val)
3294                         return false;
3295                 m1++;
3296                 m2++;
3297         }
3298         return true;
3299 }
3300
3301 static inline bool btf_is_enum_fwd(struct btf_type *t)
3302 {
3303         return btf_is_enum(t) && btf_vlen(t) == 0;
3304 }
3305
3306 static bool btf_compat_enum(struct btf_type *t1, struct btf_type *t2)
3307 {
3308         if (!btf_is_enum_fwd(t1) && !btf_is_enum_fwd(t2))
3309                 return btf_equal_enum(t1, t2);
3310         /* ignore vlen when comparing */
3311         return t1->name_off == t2->name_off &&
3312                (t1->info & ~0xffff) == (t2->info & ~0xffff) &&
3313                t1->size == t2->size;
3314 }
3315
3316 /*
3317  * Calculate type signature hash of STRUCT/UNION, ignoring referenced type IDs,
3318  * as referenced type IDs equivalence is established separately during type
3319  * graph equivalence check algorithm.
3320  */
3321 static long btf_hash_struct(struct btf_type *t)
3322 {
3323         const struct btf_member *member = btf_members(t);
3324         __u32 vlen = btf_vlen(t);
3325         long h = btf_hash_common(t);
3326         int i;
3327
3328         for (i = 0; i < vlen; i++) {
3329                 h = hash_combine(h, member->name_off);
3330                 h = hash_combine(h, member->offset);
3331                 /* no hashing of referenced type ID, it can be unresolved yet */
3332                 member++;
3333         }
3334         return h;
3335 }
3336
3337 /*
3338  * Check structural compatibility of two FUNC_PROTOs, ignoring referenced type
3339  * IDs. This check is performed during type graph equivalence check and
3340  * referenced types equivalence is checked separately.
3341  */
3342 static bool btf_shallow_equal_struct(struct btf_type *t1, struct btf_type *t2)
3343 {
3344         const struct btf_member *m1, *m2;
3345         __u16 vlen;
3346         int i;
3347
3348         if (!btf_equal_common(t1, t2))
3349                 return false;
3350
3351         vlen = btf_vlen(t1);
3352         m1 = btf_members(t1);
3353         m2 = btf_members(t2);
3354         for (i = 0; i < vlen; i++) {
3355                 if (m1->name_off != m2->name_off || m1->offset != m2->offset)
3356                         return false;
3357                 m1++;
3358                 m2++;
3359         }
3360         return true;
3361 }
3362
3363 /*
3364  * Calculate type signature hash of ARRAY, including referenced type IDs,
3365  * under assumption that they were already resolved to canonical type IDs and
3366  * are not going to change.
3367  */
3368 static long btf_hash_array(struct btf_type *t)
3369 {
3370         const struct btf_array *info = btf_array(t);
3371         long h = btf_hash_common(t);
3372
3373         h = hash_combine(h, info->type);
3374         h = hash_combine(h, info->index_type);
3375         h = hash_combine(h, info->nelems);
3376         return h;
3377 }
3378
3379 /*
3380  * Check exact equality of two ARRAYs, taking into account referenced
3381  * type IDs, under assumption that they were already resolved to canonical
3382  * type IDs and are not going to change.
3383  * This function is called during reference types deduplication to compare
3384  * ARRAY to potential canonical representative.
3385  */
3386 static bool btf_equal_array(struct btf_type *t1, struct btf_type *t2)
3387 {
3388         const struct btf_array *info1, *info2;
3389
3390         if (!btf_equal_common(t1, t2))
3391                 return false;
3392
3393         info1 = btf_array(t1);
3394         info2 = btf_array(t2);
3395         return info1->type == info2->type &&
3396                info1->index_type == info2->index_type &&
3397                info1->nelems == info2->nelems;
3398 }
3399
3400 /*
3401  * Check structural compatibility of two ARRAYs, ignoring referenced type
3402  * IDs. This check is performed during type graph equivalence check and
3403  * referenced types equivalence is checked separately.
3404  */
3405 static bool btf_compat_array(struct btf_type *t1, struct btf_type *t2)
3406 {
3407         if (!btf_equal_common(t1, t2))
3408                 return false;
3409
3410         return btf_array(t1)->nelems == btf_array(t2)->nelems;
3411 }
3412
3413 /*
3414  * Calculate type signature hash of FUNC_PROTO, including referenced type IDs,
3415  * under assumption that they were already resolved to canonical type IDs and
3416  * are not going to change.
3417  */
3418 static long btf_hash_fnproto(struct btf_type *t)
3419 {
3420         const struct btf_param *member = btf_params(t);
3421         __u16 vlen = btf_vlen(t);
3422         long h = btf_hash_common(t);
3423         int i;
3424
3425         for (i = 0; i < vlen; i++) {
3426                 h = hash_combine(h, member->name_off);
3427                 h = hash_combine(h, member->type);
3428                 member++;
3429         }
3430         return h;
3431 }
3432
3433 /*
3434  * Check exact equality of two FUNC_PROTOs, taking into account referenced
3435  * type IDs, under assumption that they were already resolved to canonical
3436  * type IDs and are not going to change.
3437  * This function is called during reference types deduplication to compare
3438  * FUNC_PROTO to potential canonical representative.
3439  */
3440 static bool btf_equal_fnproto(struct btf_type *t1, struct btf_type *t2)
3441 {
3442         const struct btf_param *m1, *m2;
3443         __u16 vlen;
3444         int i;
3445
3446         if (!btf_equal_common(t1, t2))
3447                 return false;
3448
3449         vlen = btf_vlen(t1);
3450         m1 = btf_params(t1);
3451         m2 = btf_params(t2);
3452         for (i = 0; i < vlen; i++) {
3453                 if (m1->name_off != m2->name_off || m1->type != m2->type)
3454                         return false;
3455                 m1++;
3456                 m2++;
3457         }
3458         return true;
3459 }
3460
3461 /*
3462  * Check structural compatibility of two FUNC_PROTOs, ignoring referenced type
3463  * IDs. This check is performed during type graph equivalence check and
3464  * referenced types equivalence is checked separately.
3465  */
3466 static bool btf_compat_fnproto(struct btf_type *t1, struct btf_type *t2)
3467 {
3468         const struct btf_param *m1, *m2;
3469         __u16 vlen;
3470         int i;
3471
3472         /* skip return type ID */
3473         if (t1->name_off != t2->name_off || t1->info != t2->info)
3474                 return false;
3475
3476         vlen = btf_vlen(t1);
3477         m1 = btf_params(t1);
3478         m2 = btf_params(t2);
3479         for (i = 0; i < vlen; i++) {
3480                 if (m1->name_off != m2->name_off)
3481                         return false;
3482                 m1++;
3483                 m2++;
3484         }
3485         return true;
3486 }
3487
3488 /* Prepare split BTF for deduplication by calculating hashes of base BTF's
3489  * types and initializing the rest of the state (canonical type mapping) for
3490  * the fixed base BTF part.
3491  */
3492 static int btf_dedup_prep(struct btf_dedup *d)
3493 {
3494         struct btf_type *t;
3495         int type_id;
3496         long h;
3497
3498         if (!d->btf->base_btf)
3499                 return 0;
3500
3501         for (type_id = 1; type_id < d->btf->start_id; type_id++) {
3502                 t = btf_type_by_id(d->btf, type_id);
3503
3504                 /* all base BTF types are self-canonical by definition */
3505                 d->map[type_id] = type_id;
3506
3507                 switch (btf_kind(t)) {
3508                 case BTF_KIND_VAR:
3509                 case BTF_KIND_DATASEC:
3510                         /* VAR and DATASEC are never hash/deduplicated */
3511                         continue;
3512                 case BTF_KIND_CONST:
3513                 case BTF_KIND_VOLATILE:
3514                 case BTF_KIND_RESTRICT:
3515                 case BTF_KIND_PTR:
3516                 case BTF_KIND_FWD:
3517                 case BTF_KIND_TYPEDEF:
3518                 case BTF_KIND_FUNC:
3519                 case BTF_KIND_FLOAT:
3520                         h = btf_hash_common(t);
3521                         break;
3522                 case BTF_KIND_INT:
3523                         h = btf_hash_int(t);
3524                         break;
3525                 case BTF_KIND_ENUM:
3526                         h = btf_hash_enum(t);
3527                         break;
3528                 case BTF_KIND_STRUCT:
3529                 case BTF_KIND_UNION:
3530                         h = btf_hash_struct(t);
3531                         break;
3532                 case BTF_KIND_ARRAY:
3533                         h = btf_hash_array(t);
3534                         break;
3535                 case BTF_KIND_FUNC_PROTO:
3536                         h = btf_hash_fnproto(t);
3537                         break;
3538                 default:
3539                         pr_debug("unknown kind %d for type [%d]\n", btf_kind(t), type_id);
3540                         return -EINVAL;
3541                 }
3542                 if (btf_dedup_table_add(d, h, type_id))
3543                         return -ENOMEM;
3544         }
3545
3546         return 0;
3547 }
3548
3549 /*
3550  * Deduplicate primitive types, that can't reference other types, by calculating
3551  * their type signature hash and comparing them with any possible canonical
3552  * candidate. If no canonical candidate matches, type itself is marked as
3553  * canonical and is added into `btf_dedup->dedup_table` as another candidate.
3554  */
3555 static int btf_dedup_prim_type(struct btf_dedup *d, __u32 type_id)
3556 {
3557         struct btf_type *t = btf_type_by_id(d->btf, type_id);
3558         struct hashmap_entry *hash_entry;
3559         struct btf_type *cand;
3560         /* if we don't find equivalent type, then we are canonical */
3561         __u32 new_id = type_id;
3562         __u32 cand_id;
3563         long h;
3564
3565         switch (btf_kind(t)) {
3566         case BTF_KIND_CONST:
3567         case BTF_KIND_VOLATILE:
3568         case BTF_KIND_RESTRICT:
3569         case BTF_KIND_PTR:
3570         case BTF_KIND_TYPEDEF:
3571         case BTF_KIND_ARRAY:
3572         case BTF_KIND_STRUCT:
3573         case BTF_KIND_UNION:
3574         case BTF_KIND_FUNC:
3575         case BTF_KIND_FUNC_PROTO:
3576         case BTF_KIND_VAR:
3577         case BTF_KIND_DATASEC:
3578                 return 0;
3579
3580         case BTF_KIND_INT:
3581                 h = btf_hash_int(t);
3582                 for_each_dedup_cand(d, hash_entry, h) {
3583                         cand_id = (__u32)(long)hash_entry->value;
3584                         cand = btf_type_by_id(d->btf, cand_id);
3585                         if (btf_equal_int(t, cand)) {
3586                                 new_id = cand_id;
3587                                 break;
3588                         }
3589                 }
3590                 break;
3591
3592         case BTF_KIND_ENUM:
3593                 h = btf_hash_enum(t);
3594                 for_each_dedup_cand(d, hash_entry, h) {
3595                         cand_id = (__u32)(long)hash_entry->value;
3596                         cand = btf_type_by_id(d->btf, cand_id);
3597                         if (btf_equal_enum(t, cand)) {
3598                                 new_id = cand_id;
3599                                 break;
3600                         }
3601                         if (d->opts.dont_resolve_fwds)
3602                                 continue;
3603                         if (btf_compat_enum(t, cand)) {
3604                                 if (btf_is_enum_fwd(t)) {
3605                                         /* resolve fwd to full enum */
3606                                         new_id = cand_id;
3607                                         break;
3608                                 }
3609                                 /* resolve canonical enum fwd to full enum */
3610                                 d->map[cand_id] = type_id;
3611                         }
3612                 }
3613                 break;
3614
3615         case BTF_KIND_FWD:
3616         case BTF_KIND_FLOAT:
3617                 h = btf_hash_common(t);
3618                 for_each_dedup_cand(d, hash_entry, h) {
3619                         cand_id = (__u32)(long)hash_entry->value;
3620                         cand = btf_type_by_id(d->btf, cand_id);
3621                         if (btf_equal_common(t, cand)) {
3622                                 new_id = cand_id;
3623                                 break;
3624                         }
3625                 }
3626                 break;
3627
3628         default:
3629                 return -EINVAL;
3630         }
3631
3632         d->map[type_id] = new_id;
3633         if (type_id == new_id && btf_dedup_table_add(d, h, type_id))
3634                 return -ENOMEM;
3635
3636         return 0;
3637 }
3638
3639 static int btf_dedup_prim_types(struct btf_dedup *d)
3640 {
3641         int i, err;
3642
3643         for (i = 0; i < d->btf->nr_types; i++) {
3644                 err = btf_dedup_prim_type(d, d->btf->start_id + i);
3645                 if (err)
3646                         return err;
3647         }
3648         return 0;
3649 }
3650
3651 /*
3652  * Check whether type is already mapped into canonical one (could be to itself).
3653  */
3654 static inline bool is_type_mapped(struct btf_dedup *d, uint32_t type_id)
3655 {
3656         return d->map[type_id] <= BTF_MAX_NR_TYPES;
3657 }
3658
3659 /*
3660  * Resolve type ID into its canonical type ID, if any; otherwise return original
3661  * type ID. If type is FWD and is resolved into STRUCT/UNION already, follow
3662  * STRUCT/UNION link and resolve it into canonical type ID as well.
3663  */
3664 static inline __u32 resolve_type_id(struct btf_dedup *d, __u32 type_id)
3665 {
3666         while (is_type_mapped(d, type_id) && d->map[type_id] != type_id)
3667                 type_id = d->map[type_id];
3668         return type_id;
3669 }
3670
3671 /*
3672  * Resolve FWD to underlying STRUCT/UNION, if any; otherwise return original
3673  * type ID.
3674  */
3675 static uint32_t resolve_fwd_id(struct btf_dedup *d, uint32_t type_id)
3676 {
3677         __u32 orig_type_id = type_id;
3678
3679         if (!btf_is_fwd(btf__type_by_id(d->btf, type_id)))
3680                 return type_id;
3681
3682         while (is_type_mapped(d, type_id) && d->map[type_id] != type_id)
3683                 type_id = d->map[type_id];
3684
3685         if (!btf_is_fwd(btf__type_by_id(d->btf, type_id)))
3686                 return type_id;
3687
3688         return orig_type_id;
3689 }
3690
3691
3692 static inline __u16 btf_fwd_kind(struct btf_type *t)
3693 {
3694         return btf_kflag(t) ? BTF_KIND_UNION : BTF_KIND_STRUCT;
3695 }
3696
3697 /* Check if given two types are identical ARRAY definitions */
3698 static int btf_dedup_identical_arrays(struct btf_dedup *d, __u32 id1, __u32 id2)
3699 {
3700         struct btf_type *t1, *t2;
3701
3702         t1 = btf_type_by_id(d->btf, id1);
3703         t2 = btf_type_by_id(d->btf, id2);
3704         if (!btf_is_array(t1) || !btf_is_array(t2))
3705                 return 0;
3706
3707         return btf_equal_array(t1, t2);
3708 }
3709
3710 /*
3711  * Check equivalence of BTF type graph formed by candidate struct/union (we'll
3712  * call it "candidate graph" in this description for brevity) to a type graph
3713  * formed by (potential) canonical struct/union ("canonical graph" for brevity
3714  * here, though keep in mind that not all types in canonical graph are
3715  * necessarily canonical representatives themselves, some of them might be
3716  * duplicates or its uniqueness might not have been established yet).
3717  * Returns:
3718  *  - >0, if type graphs are equivalent;
3719  *  -  0, if not equivalent;
3720  *  - <0, on error.
3721  *
3722  * Algorithm performs side-by-side DFS traversal of both type graphs and checks
3723  * equivalence of BTF types at each step. If at any point BTF types in candidate
3724  * and canonical graphs are not compatible structurally, whole graphs are
3725  * incompatible. If types are structurally equivalent (i.e., all information
3726  * except referenced type IDs is exactly the same), a mapping from `canon_id` to
3727  * a `cand_id` is recored in hypothetical mapping (`btf_dedup->hypot_map`).
3728  * If a type references other types, then those referenced types are checked
3729  * for equivalence recursively.
3730  *
3731  * During DFS traversal, if we find that for current `canon_id` type we
3732  * already have some mapping in hypothetical map, we check for two possible
3733  * situations:
3734  *   - `canon_id` is mapped to exactly the same type as `cand_id`. This will
3735  *     happen when type graphs have cycles. In this case we assume those two
3736  *     types are equivalent.
3737  *   - `canon_id` is mapped to different type. This is contradiction in our
3738  *     hypothetical mapping, because same graph in canonical graph corresponds
3739  *     to two different types in candidate graph, which for equivalent type
3740  *     graphs shouldn't happen. This condition terminates equivalence check
3741  *     with negative result.
3742  *
3743  * If type graphs traversal exhausts types to check and find no contradiction,
3744  * then type graphs are equivalent.
3745  *
3746  * When checking types for equivalence, there is one special case: FWD types.
3747  * If FWD type resolution is allowed and one of the types (either from canonical
3748  * or candidate graph) is FWD and other is STRUCT/UNION (depending on FWD's kind
3749  * flag) and their names match, hypothetical mapping is updated to point from
3750  * FWD to STRUCT/UNION. If graphs will be determined as equivalent successfully,
3751  * this mapping will be used to record FWD -> STRUCT/UNION mapping permanently.
3752  *
3753  * Technically, this could lead to incorrect FWD to STRUCT/UNION resolution,
3754  * if there are two exactly named (or anonymous) structs/unions that are
3755  * compatible structurally, one of which has FWD field, while other is concrete
3756  * STRUCT/UNION, but according to C sources they are different structs/unions
3757  * that are referencing different types with the same name. This is extremely
3758  * unlikely to happen, but btf_dedup API allows to disable FWD resolution if
3759  * this logic is causing problems.
3760  *
3761  * Doing FWD resolution means that both candidate and/or canonical graphs can
3762  * consists of portions of the graph that come from multiple compilation units.
3763  * This is due to the fact that types within single compilation unit are always
3764  * deduplicated and FWDs are already resolved, if referenced struct/union
3765  * definiton is available. So, if we had unresolved FWD and found corresponding
3766  * STRUCT/UNION, they will be from different compilation units. This
3767  * consequently means that when we "link" FWD to corresponding STRUCT/UNION,
3768  * type graph will likely have at least two different BTF types that describe
3769  * same type (e.g., most probably there will be two different BTF types for the
3770  * same 'int' primitive type) and could even have "overlapping" parts of type
3771  * graph that describe same subset of types.
3772  *
3773  * This in turn means that our assumption that each type in canonical graph
3774  * must correspond to exactly one type in candidate graph might not hold
3775  * anymore and will make it harder to detect contradictions using hypothetical
3776  * map. To handle this problem, we allow to follow FWD -> STRUCT/UNION
3777  * resolution only in canonical graph. FWDs in candidate graphs are never
3778  * resolved. To see why it's OK, let's check all possible situations w.r.t. FWDs
3779  * that can occur:
3780  *   - Both types in canonical and candidate graphs are FWDs. If they are
3781  *     structurally equivalent, then they can either be both resolved to the
3782  *     same STRUCT/UNION or not resolved at all. In both cases they are
3783  *     equivalent and there is no need to resolve FWD on candidate side.
3784  *   - Both types in canonical and candidate graphs are concrete STRUCT/UNION,
3785  *     so nothing to resolve as well, algorithm will check equivalence anyway.
3786  *   - Type in canonical graph is FWD, while type in candidate is concrete
3787  *     STRUCT/UNION. In this case candidate graph comes from single compilation
3788  *     unit, so there is exactly one BTF type for each unique C type. After
3789  *     resolving FWD into STRUCT/UNION, there might be more than one BTF type
3790  *     in canonical graph mapping to single BTF type in candidate graph, but
3791  *     because hypothetical mapping maps from canonical to candidate types, it's
3792  *     alright, and we still maintain the property of having single `canon_id`
3793  *     mapping to single `cand_id` (there could be two different `canon_id`
3794  *     mapped to the same `cand_id`, but it's not contradictory).
3795  *   - Type in canonical graph is concrete STRUCT/UNION, while type in candidate
3796  *     graph is FWD. In this case we are just going to check compatibility of
3797  *     STRUCT/UNION and corresponding FWD, and if they are compatible, we'll
3798  *     assume that whatever STRUCT/UNION FWD resolves to must be equivalent to
3799  *     a concrete STRUCT/UNION from canonical graph. If the rest of type graphs
3800  *     turn out equivalent, we'll re-resolve FWD to concrete STRUCT/UNION from
3801  *     canonical graph.
3802  */
3803 static int btf_dedup_is_equiv(struct btf_dedup *d, __u32 cand_id,
3804                               __u32 canon_id)
3805 {
3806         struct btf_type *cand_type;
3807         struct btf_type *canon_type;
3808         __u32 hypot_type_id;
3809         __u16 cand_kind;
3810         __u16 canon_kind;
3811         int i, eq;
3812
3813         /* if both resolve to the same canonical, they must be equivalent */
3814         if (resolve_type_id(d, cand_id) == resolve_type_id(d, canon_id))
3815                 return 1;
3816
3817         canon_id = resolve_fwd_id(d, canon_id);
3818
3819         hypot_type_id = d->hypot_map[canon_id];
3820         if (hypot_type_id <= BTF_MAX_NR_TYPES) {
3821                 /* In some cases compiler will generate different DWARF types
3822                  * for *identical* array type definitions and use them for
3823                  * different fields within the *same* struct. This breaks type
3824                  * equivalence check, which makes an assumption that candidate
3825                  * types sub-graph has a consistent and deduped-by-compiler
3826                  * types within a single CU. So work around that by explicitly
3827                  * allowing identical array types here.
3828                  */
3829                 return hypot_type_id == cand_id ||
3830                        btf_dedup_identical_arrays(d, hypot_type_id, cand_id);
3831         }
3832
3833         if (btf_dedup_hypot_map_add(d, canon_id, cand_id))
3834                 return -ENOMEM;
3835
3836         cand_type = btf_type_by_id(d->btf, cand_id);
3837         canon_type = btf_type_by_id(d->btf, canon_id);
3838         cand_kind = btf_kind(cand_type);
3839         canon_kind = btf_kind(canon_type);
3840
3841         if (cand_type->name_off != canon_type->name_off)
3842                 return 0;
3843
3844         /* FWD <--> STRUCT/UNION equivalence check, if enabled */
3845         if (!d->opts.dont_resolve_fwds
3846             && (cand_kind == BTF_KIND_FWD || canon_kind == BTF_KIND_FWD)
3847             && cand_kind != canon_kind) {
3848                 __u16 real_kind;
3849                 __u16 fwd_kind;
3850
3851                 if (cand_kind == BTF_KIND_FWD) {
3852                         real_kind = canon_kind;
3853                         fwd_kind = btf_fwd_kind(cand_type);
3854                 } else {
3855                         real_kind = cand_kind;
3856                         fwd_kind = btf_fwd_kind(canon_type);
3857                         /* we'd need to resolve base FWD to STRUCT/UNION */
3858                         if (fwd_kind == real_kind && canon_id < d->btf->start_id)
3859                                 d->hypot_adjust_canon = true;
3860                 }
3861                 return fwd_kind == real_kind;
3862         }
3863
3864         if (cand_kind != canon_kind)
3865                 return 0;
3866
3867         switch (cand_kind) {
3868         case BTF_KIND_INT:
3869                 return btf_equal_int(cand_type, canon_type);
3870
3871         case BTF_KIND_ENUM:
3872                 if (d->opts.dont_resolve_fwds)
3873                         return btf_equal_enum(cand_type, canon_type);
3874                 else
3875                         return btf_compat_enum(cand_type, canon_type);
3876
3877         case BTF_KIND_FWD:
3878         case BTF_KIND_FLOAT:
3879                 return btf_equal_common(cand_type, canon_type);
3880
3881         case BTF_KIND_CONST:
3882         case BTF_KIND_VOLATILE:
3883         case BTF_KIND_RESTRICT:
3884         case BTF_KIND_PTR:
3885         case BTF_KIND_TYPEDEF:
3886         case BTF_KIND_FUNC:
3887                 if (cand_type->info != canon_type->info)
3888                         return 0;
3889                 return btf_dedup_is_equiv(d, cand_type->type, canon_type->type);
3890
3891         case BTF_KIND_ARRAY: {
3892                 const struct btf_array *cand_arr, *canon_arr;
3893
3894                 if (!btf_compat_array(cand_type, canon_type))
3895                         return 0;
3896                 cand_arr = btf_array(cand_type);
3897                 canon_arr = btf_array(canon_type);
3898                 eq = btf_dedup_is_equiv(d, cand_arr->index_type, canon_arr->index_type);
3899                 if (eq <= 0)
3900                         return eq;
3901                 return btf_dedup_is_equiv(d, cand_arr->type, canon_arr->type);
3902         }
3903
3904         case BTF_KIND_STRUCT:
3905         case BTF_KIND_UNION: {
3906                 const struct btf_member *cand_m, *canon_m;
3907                 __u16 vlen;
3908
3909                 if (!btf_shallow_equal_struct(cand_type, canon_type))
3910                         return 0;
3911                 vlen = btf_vlen(cand_type);
3912                 cand_m = btf_members(cand_type);
3913                 canon_m = btf_members(canon_type);
3914                 for (i = 0; i < vlen; i++) {
3915                         eq = btf_dedup_is_equiv(d, cand_m->type, canon_m->type);
3916                         if (eq <= 0)
3917                                 return eq;
3918                         cand_m++;
3919                         canon_m++;
3920                 }
3921
3922                 return 1;
3923         }
3924
3925         case BTF_KIND_FUNC_PROTO: {
3926                 const struct btf_param *cand_p, *canon_p;
3927                 __u16 vlen;
3928
3929                 if (!btf_compat_fnproto(cand_type, canon_type))
3930                         return 0;
3931                 eq = btf_dedup_is_equiv(d, cand_type->type, canon_type->type);
3932                 if (eq <= 0)
3933                         return eq;
3934                 vlen = btf_vlen(cand_type);
3935                 cand_p = btf_params(cand_type);
3936                 canon_p = btf_params(canon_type);
3937                 for (i = 0; i < vlen; i++) {
3938                         eq = btf_dedup_is_equiv(d, cand_p->type, canon_p->type);
3939                         if (eq <= 0)
3940                                 return eq;
3941                         cand_p++;
3942                         canon_p++;
3943                 }
3944                 return 1;
3945         }
3946
3947         default:
3948                 return -EINVAL;
3949         }
3950         return 0;
3951 }
3952
3953 /*
3954  * Use hypothetical mapping, produced by successful type graph equivalence
3955  * check, to augment existing struct/union canonical mapping, where possible.
3956  *
3957  * If BTF_KIND_FWD resolution is allowed, this mapping is also used to record
3958  * FWD -> STRUCT/UNION correspondence as well. FWD resolution is bidirectional:
3959  * it doesn't matter if FWD type was part of canonical graph or candidate one,
3960  * we are recording the mapping anyway. As opposed to carefulness required
3961  * for struct/union correspondence mapping (described below), for FWD resolution
3962  * it's not important, as by the time that FWD type (reference type) will be
3963  * deduplicated all structs/unions will be deduped already anyway.
3964  *
3965  * Recording STRUCT/UNION mapping is purely a performance optimization and is
3966  * not required for correctness. It needs to be done carefully to ensure that
3967  * struct/union from candidate's type graph is not mapped into corresponding
3968  * struct/union from canonical type graph that itself hasn't been resolved into
3969  * canonical representative. The only guarantee we have is that canonical
3970  * struct/union was determined as canonical and that won't change. But any
3971  * types referenced through that struct/union fields could have been not yet
3972  * resolved, so in case like that it's too early to establish any kind of
3973  * correspondence between structs/unions.
3974  *
3975  * No canonical correspondence is derived for primitive types (they are already
3976  * deduplicated completely already anyway) or reference types (they rely on
3977  * stability of struct/union canonical relationship for equivalence checks).
3978  */
3979 static void btf_dedup_merge_hypot_map(struct btf_dedup *d)
3980 {
3981         __u32 canon_type_id, targ_type_id;
3982         __u16 t_kind, c_kind;
3983         __u32 t_id, c_id;
3984         int i;
3985
3986         for (i = 0; i < d->hypot_cnt; i++) {
3987                 canon_type_id = d->hypot_list[i];
3988                 targ_type_id = d->hypot_map[canon_type_id];
3989                 t_id = resolve_type_id(d, targ_type_id);
3990                 c_id = resolve_type_id(d, canon_type_id);
3991                 t_kind = btf_kind(btf__type_by_id(d->btf, t_id));
3992                 c_kind = btf_kind(btf__type_by_id(d->btf, c_id));
3993                 /*
3994                  * Resolve FWD into STRUCT/UNION.
3995                  * It's ok to resolve FWD into STRUCT/UNION that's not yet
3996                  * mapped to canonical representative (as opposed to
3997                  * STRUCT/UNION <--> STRUCT/UNION mapping logic below), because
3998                  * eventually that struct is going to be mapped and all resolved
3999                  * FWDs will automatically resolve to correct canonical
4000                  * representative. This will happen before ref type deduping,
4001                  * which critically depends on stability of these mapping. This
4002                  * stability is not a requirement for STRUCT/UNION equivalence
4003                  * checks, though.
4004                  */
4005
4006                 /* if it's the split BTF case, we still need to point base FWD
4007                  * to STRUCT/UNION in a split BTF, because FWDs from split BTF
4008                  * will be resolved against base FWD. If we don't point base
4009                  * canonical FWD to the resolved STRUCT/UNION, then all the
4010                  * FWDs in split BTF won't be correctly resolved to a proper
4011                  * STRUCT/UNION.
4012                  */
4013                 if (t_kind != BTF_KIND_FWD && c_kind == BTF_KIND_FWD)
4014                         d->map[c_id] = t_id;
4015
4016                 /* if graph equivalence determined that we'd need to adjust
4017                  * base canonical types, then we need to only point base FWDs
4018                  * to STRUCTs/UNIONs and do no more modifications. For all
4019                  * other purposes the type graphs were not equivalent.
4020                  */
4021                 if (d->hypot_adjust_canon)
4022                         continue;
4023                 
4024                 if (t_kind == BTF_KIND_FWD && c_kind != BTF_KIND_FWD)
4025                         d->map[t_id] = c_id;
4026
4027                 if ((t_kind == BTF_KIND_STRUCT || t_kind == BTF_KIND_UNION) &&
4028                     c_kind != BTF_KIND_FWD &&
4029                     is_type_mapped(d, c_id) &&
4030                     !is_type_mapped(d, t_id)) {
4031                         /*
4032                          * as a perf optimization, we can map struct/union
4033                          * that's part of type graph we just verified for
4034                          * equivalence. We can do that for struct/union that has
4035                          * canonical representative only, though.
4036                          */
4037                         d->map[t_id] = c_id;
4038                 }
4039         }
4040 }
4041
4042 /*
4043  * Deduplicate struct/union types.
4044  *
4045  * For each struct/union type its type signature hash is calculated, taking
4046  * into account type's name, size, number, order and names of fields, but
4047  * ignoring type ID's referenced from fields, because they might not be deduped
4048  * completely until after reference types deduplication phase. This type hash
4049  * is used to iterate over all potential canonical types, sharing same hash.
4050  * For each canonical candidate we check whether type graphs that they form
4051  * (through referenced types in fields and so on) are equivalent using algorithm
4052  * implemented in `btf_dedup_is_equiv`. If such equivalence is found and
4053  * BTF_KIND_FWD resolution is allowed, then hypothetical mapping
4054  * (btf_dedup->hypot_map) produced by aforementioned type graph equivalence
4055  * algorithm is used to record FWD -> STRUCT/UNION mapping. It's also used to
4056  * potentially map other structs/unions to their canonical representatives,
4057  * if such relationship hasn't yet been established. This speeds up algorithm
4058  * by eliminating some of the duplicate work.
4059  *
4060  * If no matching canonical representative was found, struct/union is marked
4061  * as canonical for itself and is added into btf_dedup->dedup_table hash map
4062  * for further look ups.
4063  */
4064 static int btf_dedup_struct_type(struct btf_dedup *d, __u32 type_id)
4065 {
4066         struct btf_type *cand_type, *t;
4067         struct hashmap_entry *hash_entry;
4068         /* if we don't find equivalent type, then we are canonical */
4069         __u32 new_id = type_id;
4070         __u16 kind;
4071         long h;
4072
4073         /* already deduped or is in process of deduping (loop detected) */
4074         if (d->map[type_id] <= BTF_MAX_NR_TYPES)
4075                 return 0;
4076
4077         t = btf_type_by_id(d->btf, type_id);
4078         kind = btf_kind(t);
4079
4080         if (kind != BTF_KIND_STRUCT && kind != BTF_KIND_UNION)
4081                 return 0;
4082
4083         h = btf_hash_struct(t);
4084         for_each_dedup_cand(d, hash_entry, h) {
4085                 __u32 cand_id = (__u32)(long)hash_entry->value;
4086                 int eq;
4087
4088                 /*
4089                  * Even though btf_dedup_is_equiv() checks for
4090                  * btf_shallow_equal_struct() internally when checking two
4091                  * structs (unions) for equivalence, we need to guard here
4092                  * from picking matching FWD type as a dedup candidate.
4093                  * This can happen due to hash collision. In such case just
4094                  * relying on btf_dedup_is_equiv() would lead to potentially
4095                  * creating a loop (FWD -> STRUCT and STRUCT -> FWD), because
4096                  * FWD and compatible STRUCT/UNION are considered equivalent.
4097                  */
4098                 cand_type = btf_type_by_id(d->btf, cand_id);
4099                 if (!btf_shallow_equal_struct(t, cand_type))
4100                         continue;
4101
4102                 btf_dedup_clear_hypot_map(d);
4103                 eq = btf_dedup_is_equiv(d, type_id, cand_id);
4104                 if (eq < 0)
4105                         return eq;
4106                 if (!eq)
4107                         continue;
4108                 btf_dedup_merge_hypot_map(d);
4109                 if (d->hypot_adjust_canon) /* not really equivalent */
4110                         continue;
4111                 new_id = cand_id;
4112                 break;
4113         }
4114
4115         d->map[type_id] = new_id;
4116         if (type_id == new_id && btf_dedup_table_add(d, h, type_id))
4117                 return -ENOMEM;
4118
4119         return 0;
4120 }
4121
4122 static int btf_dedup_struct_types(struct btf_dedup *d)
4123 {
4124         int i, err;
4125
4126         for (i = 0; i < d->btf->nr_types; i++) {
4127                 err = btf_dedup_struct_type(d, d->btf->start_id + i);
4128                 if (err)
4129                         return err;
4130         }
4131         return 0;
4132 }
4133
4134 /*
4135  * Deduplicate reference type.
4136  *
4137  * Once all primitive and struct/union types got deduplicated, we can easily
4138  * deduplicate all other (reference) BTF types. This is done in two steps:
4139  *
4140  * 1. Resolve all referenced type IDs into their canonical type IDs. This
4141  * resolution can be done either immediately for primitive or struct/union types
4142  * (because they were deduped in previous two phases) or recursively for
4143  * reference types. Recursion will always terminate at either primitive or
4144  * struct/union type, at which point we can "unwind" chain of reference types
4145  * one by one. There is no danger of encountering cycles because in C type
4146  * system the only way to form type cycle is through struct/union, so any chain
4147  * of reference types, even those taking part in a type cycle, will inevitably
4148  * reach struct/union at some point.
4149  *
4150  * 2. Once all referenced type IDs are resolved into canonical ones, BTF type
4151  * becomes "stable", in the sense that no further deduplication will cause
4152  * any changes to it. With that, it's now possible to calculate type's signature
4153  * hash (this time taking into account referenced type IDs) and loop over all
4154  * potential canonical representatives. If no match was found, current type
4155  * will become canonical representative of itself and will be added into
4156  * btf_dedup->dedup_table as another possible canonical representative.
4157  */
4158 static int btf_dedup_ref_type(struct btf_dedup *d, __u32 type_id)
4159 {
4160         struct hashmap_entry *hash_entry;
4161         __u32 new_id = type_id, cand_id;
4162         struct btf_type *t, *cand;
4163         /* if we don't find equivalent type, then we are representative type */
4164         int ref_type_id;
4165         long h;
4166
4167         if (d->map[type_id] == BTF_IN_PROGRESS_ID)
4168                 return -ELOOP;
4169         if (d->map[type_id] <= BTF_MAX_NR_TYPES)
4170                 return resolve_type_id(d, type_id);
4171
4172         t = btf_type_by_id(d->btf, type_id);
4173         d->map[type_id] = BTF_IN_PROGRESS_ID;
4174
4175         switch (btf_kind(t)) {
4176         case BTF_KIND_CONST:
4177         case BTF_KIND_VOLATILE:
4178         case BTF_KIND_RESTRICT:
4179         case BTF_KIND_PTR:
4180         case BTF_KIND_TYPEDEF:
4181         case BTF_KIND_FUNC:
4182                 ref_type_id = btf_dedup_ref_type(d, t->type);
4183                 if (ref_type_id < 0)
4184                         return ref_type_id;
4185                 t->type = ref_type_id;
4186
4187                 h = btf_hash_common(t);
4188                 for_each_dedup_cand(d, hash_entry, h) {
4189                         cand_id = (__u32)(long)hash_entry->value;
4190                         cand = btf_type_by_id(d->btf, cand_id);
4191                         if (btf_equal_common(t, cand)) {
4192                                 new_id = cand_id;
4193                                 break;
4194                         }
4195                 }
4196                 break;
4197
4198         case BTF_KIND_ARRAY: {
4199                 struct btf_array *info = btf_array(t);
4200
4201                 ref_type_id = btf_dedup_ref_type(d, info->type);
4202                 if (ref_type_id < 0)
4203                         return ref_type_id;
4204                 info->type = ref_type_id;
4205
4206                 ref_type_id = btf_dedup_ref_type(d, info->index_type);
4207                 if (ref_type_id < 0)
4208                         return ref_type_id;
4209                 info->index_type = ref_type_id;
4210
4211                 h = btf_hash_array(t);
4212                 for_each_dedup_cand(d, hash_entry, h) {
4213                         cand_id = (__u32)(long)hash_entry->value;
4214                         cand = btf_type_by_id(d->btf, cand_id);
4215                         if (btf_equal_array(t, cand)) {
4216                                 new_id = cand_id;
4217                                 break;
4218                         }
4219                 }
4220                 break;
4221         }
4222
4223         case BTF_KIND_FUNC_PROTO: {
4224                 struct btf_param *param;
4225                 __u16 vlen;
4226                 int i;
4227
4228                 ref_type_id = btf_dedup_ref_type(d, t->type);
4229                 if (ref_type_id < 0)
4230                         return ref_type_id;
4231                 t->type = ref_type_id;
4232
4233                 vlen = btf_vlen(t);
4234                 param = btf_params(t);
4235                 for (i = 0; i < vlen; i++) {
4236                         ref_type_id = btf_dedup_ref_type(d, param->type);
4237                         if (ref_type_id < 0)
4238                                 return ref_type_id;
4239                         param->type = ref_type_id;
4240                         param++;
4241                 }
4242
4243                 h = btf_hash_fnproto(t);
4244                 for_each_dedup_cand(d, hash_entry, h) {
4245                         cand_id = (__u32)(long)hash_entry->value;
4246                         cand = btf_type_by_id(d->btf, cand_id);
4247                         if (btf_equal_fnproto(t, cand)) {
4248                                 new_id = cand_id;
4249                                 break;
4250                         }
4251                 }
4252                 break;
4253         }
4254
4255         default:
4256                 return -EINVAL;
4257         }
4258
4259         d->map[type_id] = new_id;
4260         if (type_id == new_id && btf_dedup_table_add(d, h, type_id))
4261                 return -ENOMEM;
4262
4263         return new_id;
4264 }
4265
4266 static int btf_dedup_ref_types(struct btf_dedup *d)
4267 {
4268         int i, err;
4269
4270         for (i = 0; i < d->btf->nr_types; i++) {
4271                 err = btf_dedup_ref_type(d, d->btf->start_id + i);
4272                 if (err < 0)
4273                         return err;
4274         }
4275         /* we won't need d->dedup_table anymore */
4276         hashmap__free(d->dedup_table);
4277         d->dedup_table = NULL;
4278         return 0;
4279 }
4280
4281 /*
4282  * Compact types.
4283  *
4284  * After we established for each type its corresponding canonical representative
4285  * type, we now can eliminate types that are not canonical and leave only
4286  * canonical ones layed out sequentially in memory by copying them over
4287  * duplicates. During compaction btf_dedup->hypot_map array is reused to store
4288  * a map from original type ID to a new compacted type ID, which will be used
4289  * during next phase to "fix up" type IDs, referenced from struct/union and
4290  * reference types.
4291  */
4292 static int btf_dedup_compact_types(struct btf_dedup *d)
4293 {
4294         __u32 *new_offs;
4295         __u32 next_type_id = d->btf->start_id;
4296         const struct btf_type *t;
4297         void *p;
4298         int i, id, len;
4299
4300         /* we are going to reuse hypot_map to store compaction remapping */
4301         d->hypot_map[0] = 0;
4302         /* base BTF types are not renumbered */
4303         for (id = 1; id < d->btf->start_id; id++)
4304                 d->hypot_map[id] = id;
4305         for (i = 0, id = d->btf->start_id; i < d->btf->nr_types; i++, id++)
4306                 d->hypot_map[id] = BTF_UNPROCESSED_ID;
4307
4308         p = d->btf->types_data;
4309
4310         for (i = 0, id = d->btf->start_id; i < d->btf->nr_types; i++, id++) {
4311                 if (d->map[id] != id)
4312                         continue;
4313
4314                 t = btf__type_by_id(d->btf, id);
4315                 len = btf_type_size(t);
4316                 if (len < 0)
4317                         return len;
4318
4319                 memmove(p, t, len);
4320                 d->hypot_map[id] = next_type_id;
4321                 d->btf->type_offs[next_type_id - d->btf->start_id] = p - d->btf->types_data;
4322                 p += len;
4323                 next_type_id++;
4324         }
4325
4326         /* shrink struct btf's internal types index and update btf_header */
4327         d->btf->nr_types = next_type_id - d->btf->start_id;
4328         d->btf->type_offs_cap = d->btf->nr_types;
4329         d->btf->hdr->type_len = p - d->btf->types_data;
4330         new_offs = libbpf_reallocarray(d->btf->type_offs, d->btf->type_offs_cap,
4331                                        sizeof(*new_offs));
4332         if (d->btf->type_offs_cap && !new_offs)
4333                 return -ENOMEM;
4334         d->btf->type_offs = new_offs;
4335         d->btf->hdr->str_off = d->btf->hdr->type_len;
4336         d->btf->raw_size = d->btf->hdr->hdr_len + d->btf->hdr->type_len + d->btf->hdr->str_len;
4337         return 0;
4338 }
4339
4340 /*
4341  * Figure out final (deduplicated and compacted) type ID for provided original
4342  * `type_id` by first resolving it into corresponding canonical type ID and
4343  * then mapping it to a deduplicated type ID, stored in btf_dedup->hypot_map,
4344  * which is populated during compaction phase.
4345  */
4346 static int btf_dedup_remap_type_id(__u32 *type_id, void *ctx)
4347 {
4348         struct btf_dedup *d = ctx;
4349         __u32 resolved_type_id, new_type_id;
4350
4351         resolved_type_id = resolve_type_id(d, *type_id);
4352         new_type_id = d->hypot_map[resolved_type_id];
4353         if (new_type_id > BTF_MAX_NR_TYPES)
4354                 return -EINVAL;
4355
4356         *type_id = new_type_id;
4357         return 0;
4358 }
4359
4360 /*
4361  * Remap referenced type IDs into deduped type IDs.
4362  *
4363  * After BTF types are deduplicated and compacted, their final type IDs may
4364  * differ from original ones. The map from original to a corresponding
4365  * deduped type ID is stored in btf_dedup->hypot_map and is populated during
4366  * compaction phase. During remapping phase we are rewriting all type IDs
4367  * referenced from any BTF type (e.g., struct fields, func proto args, etc) to
4368  * their final deduped type IDs.
4369  */
4370 static int btf_dedup_remap_types(struct btf_dedup *d)
4371 {
4372         int i, r;
4373
4374         for (i = 0; i < d->btf->nr_types; i++) {
4375                 struct btf_type *t = btf_type_by_id(d->btf, d->btf->start_id + i);
4376
4377                 r = btf_type_visit_type_ids(t, btf_dedup_remap_type_id, d);
4378                 if (r)
4379                         return r;
4380         }
4381
4382         if (!d->btf_ext)
4383                 return 0;
4384
4385         r = btf_ext_visit_type_ids(d->btf_ext, btf_dedup_remap_type_id, d);
4386         if (r)
4387                 return r;
4388
4389         return 0;
4390 }
4391
4392 /*
4393  * Probe few well-known locations for vmlinux kernel image and try to load BTF
4394  * data out of it to use for target BTF.
4395  */
4396 struct btf *libbpf_find_kernel_btf(void)
4397 {
4398         struct {
4399                 const char *path_fmt;
4400                 bool raw_btf;
4401         } locations[] = {
4402                 /* try canonical vmlinux BTF through sysfs first */
4403                 { "/sys/kernel/btf/vmlinux", true /* raw BTF */ },
4404                 /* fall back to trying to find vmlinux ELF on disk otherwise */
4405                 { "/boot/vmlinux-%1$s" },
4406                 { "/lib/modules/%1$s/vmlinux-%1$s" },
4407                 { "/lib/modules/%1$s/build/vmlinux" },
4408                 { "/usr/lib/modules/%1$s/kernel/vmlinux" },
4409                 { "/usr/lib/debug/boot/vmlinux-%1$s" },
4410                 { "/usr/lib/debug/boot/vmlinux-%1$s.debug" },
4411                 { "/usr/lib/debug/lib/modules/%1$s/vmlinux" },
4412         };
4413         char path[PATH_MAX + 1];
4414         struct utsname buf;
4415         struct btf *btf;
4416         int i, err;
4417
4418         uname(&buf);
4419
4420         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(locations); i++) {
4421                 snprintf(path, PATH_MAX, locations[i].path_fmt, buf.release);
4422
4423                 if (access(path, R_OK))
4424                         continue;
4425
4426                 if (locations[i].raw_btf)
4427                         btf = btf__parse_raw(path);
4428                 else
4429                         btf = btf__parse_elf(path, NULL);
4430                 err = libbpf_get_error(btf);
4431                 pr_debug("loading kernel BTF '%s': %d\n", path, err);
4432                 if (err)
4433                         continue;
4434
4435                 return btf;
4436         }
4437
4438         pr_warn("failed to find valid kernel BTF\n");
4439         return libbpf_err_ptr(-ESRCH);
4440 }
4441
4442 int btf_type_visit_type_ids(struct btf_type *t, type_id_visit_fn visit, void *ctx)
4443 {
4444         int i, n, err;
4445
4446         switch (btf_kind(t)) {
4447         case BTF_KIND_INT:
4448         case BTF_KIND_FLOAT:
4449         case BTF_KIND_ENUM:
4450                 return 0;
4451
4452         case BTF_KIND_FWD:
4453         case BTF_KIND_CONST:
4454         case BTF_KIND_VOLATILE:
4455         case BTF_KIND_RESTRICT:
4456         case BTF_KIND_PTR:
4457         case BTF_KIND_TYPEDEF:
4458         case BTF_KIND_FUNC:
4459         case BTF_KIND_VAR:
4460                 return visit(&t->type, ctx);
4461
4462         case BTF_KIND_ARRAY: {
4463                 struct btf_array *a = btf_array(t);
4464
4465                 err = visit(&a->type, ctx);
4466                 err = err ?: visit(&a->index_type, ctx);
4467                 return err;
4468         }
4469
4470         case BTF_KIND_STRUCT:
4471         case BTF_KIND_UNION: {
4472                 struct btf_member *m = btf_members(t);
4473
4474                 for (i = 0, n = btf_vlen(t); i < n; i++, m++) {
4475                         err = visit(&m->type, ctx);
4476                         if (err)
4477                                 return err;
4478                 }
4479                 return 0;
4480         }
4481
4482         case BTF_KIND_FUNC_PROTO: {
4483                 struct btf_param *m = btf_params(t);
4484
4485                 err = visit(&t->type, ctx);
4486                 if (err)
4487                         return err;
4488                 for (i = 0, n = btf_vlen(t); i < n; i++, m++) {
4489                         err = visit(&m->type, ctx);
4490                         if (err)
4491                                 return err;
4492                 }
4493                 return 0;
4494         }
4495
4496         case BTF_KIND_DATASEC: {
4497                 struct btf_var_secinfo *m = btf_var_secinfos(t);
4498
4499                 for (i = 0, n = btf_vlen(t); i < n; i++, m++) {
4500                         err = visit(&m->type, ctx);
4501                         if (err)
4502                                 return err;
4503                 }
4504                 return 0;
4505         }
4506
4507         default:
4508                 return -EINVAL;
4509         }
4510 }
4511
4512 int btf_type_visit_str_offs(struct btf_type *t, str_off_visit_fn visit, void *ctx)
4513 {
4514         int i, n, err;
4515
4516         err = visit(&t->name_off, ctx);
4517         if (err)
4518                 return err;
4519
4520         switch (btf_kind(t)) {
4521         case BTF_KIND_STRUCT:
4522         case BTF_KIND_UNION: {
4523                 struct btf_member *m = btf_members(t);
4524
4525                 for (i = 0, n = btf_vlen(t); i < n; i++, m++) {
4526                         err = visit(&m->name_off, ctx);
4527                         if (err)
4528                                 return err;
4529                 }
4530                 break;
4531         }
4532         case BTF_KIND_ENUM: {
4533                 struct btf_enum *m = btf_enum(t);
4534
4535                 for (i = 0, n = btf_vlen(t); i < n; i++, m++) {
4536                         err = visit(&m->name_off, ctx);
4537                         if (err)
4538                                 return err;
4539                 }
4540                 break;
4541         }
4542         case BTF_KIND_FUNC_PROTO: {
4543                 struct btf_param *m = btf_params(t);
4544
4545                 for (i = 0, n = btf_vlen(t); i < n; i++, m++) {
4546                         err = visit(&m->name_off, ctx);
4547                         if (err)
4548                                 return err;
4549                 }
4550                 break;
4551         }
4552         default:
4553                 break;
4554         }
4555
4556         return 0;
4557 }
4558
4559 int btf_ext_visit_type_ids(struct btf_ext *btf_ext, type_id_visit_fn visit, void *ctx)
4560 {
4561         const struct btf_ext_info *seg;
4562         struct btf_ext_info_sec *sec;
4563         int i, err;
4564
4565         seg = &btf_ext->func_info;
4566         for_each_btf_ext_sec(seg, sec) {
4567                 struct bpf_func_info_min *rec;
4568
4569                 for_each_btf_ext_rec(seg, sec, i, rec) {
4570                         err = visit(&rec->type_id, ctx);
4571                         if (err < 0)
4572                                 return err;
4573                 }
4574         }
4575
4576         seg = &btf_ext->core_relo_info;
4577         for_each_btf_ext_sec(seg, sec) {
4578                 struct bpf_core_relo *rec;
4579
4580                 for_each_btf_ext_rec(seg, sec, i, rec) {
4581                         err = visit(&rec->type_id, ctx);
4582                         if (err < 0)
4583                                 return err;
4584                 }
4585         }
4586
4587         return 0;
4588 }
4589
4590 int btf_ext_visit_str_offs(struct btf_ext *btf_ext, str_off_visit_fn visit, void *ctx)
4591 {
4592         const struct btf_ext_info *seg;
4593         struct btf_ext_info_sec *sec;
4594         int i, err;
4595
4596         seg = &btf_ext->func_info;
4597         for_each_btf_ext_sec(seg, sec) {
4598                 err = visit(&sec->sec_name_off, ctx);
4599                 if (err)
4600                         return err;
4601         }
4602
4603         seg = &btf_ext->line_info;
4604         for_each_btf_ext_sec(seg, sec) {
4605                 struct bpf_line_info_min *rec;
4606
4607                 err = visit(&sec->sec_name_off, ctx);
4608                 if (err)
4609                         return err;
4610
4611                 for_each_btf_ext_rec(seg, sec, i, rec) {
4612                         err = visit(&rec->file_name_off, ctx);
4613                         if (err)
4614                                 return err;
4615                         err = visit(&rec->line_off, ctx);
4616                         if (err)
4617                                 return err;
4618                 }
4619         }
4620
4621         seg = &btf_ext->core_relo_info;
4622         for_each_btf_ext_sec(seg, sec) {
4623                 struct bpf_core_relo *rec;
4624
4625                 err = visit(&sec->sec_name_off, ctx);
4626                 if (err)
4627                         return err;
4628
4629                 for_each_btf_ext_rec(seg, sec, i, rec) {
4630                         err = visit(&rec->access_str_off, ctx);
4631                         if (err)
4632                                 return err;
4633                 }
4634         }
4635
4636         return 0;
4637 }