libbpf: Fix single-line struct definition output in btf_dump
[platform/kernel/linux-starfive.git] / tools / lib / bpf / btf_dump.c
1 // SPDX-License-Identifier: (LGPL-2.1 OR BSD-2-Clause)
2
3 /*
4  * BTF-to-C type converter.
5  *
6  * Copyright (c) 2019 Facebook
7  */
8
9 #include <stdbool.h>
10 #include <stddef.h>
11 #include <stdlib.h>
12 #include <string.h>
13 #include <ctype.h>
14 #include <endian.h>
15 #include <errno.h>
16 #include <linux/err.h>
17 #include <linux/btf.h>
18 #include <linux/kernel.h>
19 #include "btf.h"
20 #include "hashmap.h"
21 #include "libbpf.h"
22 #include "libbpf_internal.h"
23
24 static const char PREFIXES[] = "\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t";
25 static const size_t PREFIX_CNT = sizeof(PREFIXES) - 1;
26
27 static const char *pfx(int lvl)
28 {
29         return lvl >= PREFIX_CNT ? PREFIXES : &PREFIXES[PREFIX_CNT - lvl];
30 }
31
32 enum btf_dump_type_order_state {
33         NOT_ORDERED,
34         ORDERING,
35         ORDERED,
36 };
37
38 enum btf_dump_type_emit_state {
39         NOT_EMITTED,
40         EMITTING,
41         EMITTED,
42 };
43
44 /* per-type auxiliary state */
45 struct btf_dump_type_aux_state {
46         /* topological sorting state */
47         enum btf_dump_type_order_state order_state: 2;
48         /* emitting state used to determine the need for forward declaration */
49         enum btf_dump_type_emit_state emit_state: 2;
50         /* whether forward declaration was already emitted */
51         __u8 fwd_emitted: 1;
52         /* whether unique non-duplicate name was already assigned */
53         __u8 name_resolved: 1;
54         /* whether type is referenced from any other type */
55         __u8 referenced: 1;
56 };
57
58 /* indent string length; one indent string is added for each indent level */
59 #define BTF_DATA_INDENT_STR_LEN                 32
60
61 /*
62  * Common internal data for BTF type data dump operations.
63  */
64 struct btf_dump_data {
65         const void *data_end;           /* end of valid data to show */
66         bool compact;
67         bool skip_names;
68         bool emit_zeroes;
69         __u8 indent_lvl;        /* base indent level */
70         char indent_str[BTF_DATA_INDENT_STR_LEN];
71         /* below are used during iteration */
72         int depth;
73         bool is_array_member;
74         bool is_array_terminated;
75         bool is_array_char;
76 };
77
78 struct btf_dump {
79         const struct btf *btf;
80         btf_dump_printf_fn_t printf_fn;
81         void *cb_ctx;
82         int ptr_sz;
83         bool strip_mods;
84         bool skip_anon_defs;
85         int last_id;
86
87         /* per-type auxiliary state */
88         struct btf_dump_type_aux_state *type_states;
89         size_t type_states_cap;
90         /* per-type optional cached unique name, must be freed, if present */
91         const char **cached_names;
92         size_t cached_names_cap;
93
94         /* topo-sorted list of dependent type definitions */
95         __u32 *emit_queue;
96         int emit_queue_cap;
97         int emit_queue_cnt;
98
99         /*
100          * stack of type declarations (e.g., chain of modifiers, arrays,
101          * funcs, etc)
102          */
103         __u32 *decl_stack;
104         int decl_stack_cap;
105         int decl_stack_cnt;
106
107         /* maps struct/union/enum name to a number of name occurrences */
108         struct hashmap *type_names;
109         /*
110          * maps typedef identifiers and enum value names to a number of such
111          * name occurrences
112          */
113         struct hashmap *ident_names;
114         /*
115          * data for typed display; allocated if needed.
116          */
117         struct btf_dump_data *typed_dump;
118 };
119
120 static size_t str_hash_fn(const void *key, void *ctx)
121 {
122         return str_hash(key);
123 }
124
125 static bool str_equal_fn(const void *a, const void *b, void *ctx)
126 {
127         return strcmp(a, b) == 0;
128 }
129
130 static const char *btf_name_of(const struct btf_dump *d, __u32 name_off)
131 {
132         return btf__name_by_offset(d->btf, name_off);
133 }
134
135 static void btf_dump_printf(const struct btf_dump *d, const char *fmt, ...)
136 {
137         va_list args;
138
139         va_start(args, fmt);
140         d->printf_fn(d->cb_ctx, fmt, args);
141         va_end(args);
142 }
143
144 static int btf_dump_mark_referenced(struct btf_dump *d);
145 static int btf_dump_resize(struct btf_dump *d);
146
147 struct btf_dump *btf_dump__new(const struct btf *btf,
148                                btf_dump_printf_fn_t printf_fn,
149                                void *ctx,
150                                const struct btf_dump_opts *opts)
151 {
152         struct btf_dump *d;
153         int err;
154
155         if (!OPTS_VALID(opts, btf_dump_opts))
156                 return libbpf_err_ptr(-EINVAL);
157
158         if (!printf_fn)
159                 return libbpf_err_ptr(-EINVAL);
160
161         d = calloc(1, sizeof(struct btf_dump));
162         if (!d)
163                 return libbpf_err_ptr(-ENOMEM);
164
165         d->btf = btf;
166         d->printf_fn = printf_fn;
167         d->cb_ctx = ctx;
168         d->ptr_sz = btf__pointer_size(btf) ? : sizeof(void *);
169
170         d->type_names = hashmap__new(str_hash_fn, str_equal_fn, NULL);
171         if (IS_ERR(d->type_names)) {
172                 err = PTR_ERR(d->type_names);
173                 d->type_names = NULL;
174                 goto err;
175         }
176         d->ident_names = hashmap__new(str_hash_fn, str_equal_fn, NULL);
177         if (IS_ERR(d->ident_names)) {
178                 err = PTR_ERR(d->ident_names);
179                 d->ident_names = NULL;
180                 goto err;
181         }
182
183         err = btf_dump_resize(d);
184         if (err)
185                 goto err;
186
187         return d;
188 err:
189         btf_dump__free(d);
190         return libbpf_err_ptr(err);
191 }
192
193 static int btf_dump_resize(struct btf_dump *d)
194 {
195         int err, last_id = btf__type_cnt(d->btf) - 1;
196
197         if (last_id <= d->last_id)
198                 return 0;
199
200         if (libbpf_ensure_mem((void **)&d->type_states, &d->type_states_cap,
201                               sizeof(*d->type_states), last_id + 1))
202                 return -ENOMEM;
203         if (libbpf_ensure_mem((void **)&d->cached_names, &d->cached_names_cap,
204                               sizeof(*d->cached_names), last_id + 1))
205                 return -ENOMEM;
206
207         if (d->last_id == 0) {
208                 /* VOID is special */
209                 d->type_states[0].order_state = ORDERED;
210                 d->type_states[0].emit_state = EMITTED;
211         }
212
213         /* eagerly determine referenced types for anon enums */
214         err = btf_dump_mark_referenced(d);
215         if (err)
216                 return err;
217
218         d->last_id = last_id;
219         return 0;
220 }
221
222 static void btf_dump_free_names(struct hashmap *map)
223 {
224         size_t bkt;
225         struct hashmap_entry *cur;
226
227         hashmap__for_each_entry(map, cur, bkt)
228                 free((void *)cur->key);
229
230         hashmap__free(map);
231 }
232
233 void btf_dump__free(struct btf_dump *d)
234 {
235         int i;
236
237         if (IS_ERR_OR_NULL(d))
238                 return;
239
240         free(d->type_states);
241         if (d->cached_names) {
242                 /* any set cached name is owned by us and should be freed */
243                 for (i = 0; i <= d->last_id; i++) {
244                         if (d->cached_names[i])
245                                 free((void *)d->cached_names[i]);
246                 }
247         }
248         free(d->cached_names);
249         free(d->emit_queue);
250         free(d->decl_stack);
251         btf_dump_free_names(d->type_names);
252         btf_dump_free_names(d->ident_names);
253
254         free(d);
255 }
256
257 static int btf_dump_order_type(struct btf_dump *d, __u32 id, bool through_ptr);
258 static void btf_dump_emit_type(struct btf_dump *d, __u32 id, __u32 cont_id);
259
260 /*
261  * Dump BTF type in a compilable C syntax, including all the necessary
262  * dependent types, necessary for compilation. If some of the dependent types
263  * were already emitted as part of previous btf_dump__dump_type() invocation
264  * for another type, they won't be emitted again. This API allows callers to
265  * filter out BTF types according to user-defined criterias and emitted only
266  * minimal subset of types, necessary to compile everything. Full struct/union
267  * definitions will still be emitted, even if the only usage is through
268  * pointer and could be satisfied with just a forward declaration.
269  *
270  * Dumping is done in two high-level passes:
271  *   1. Topologically sort type definitions to satisfy C rules of compilation.
272  *   2. Emit type definitions in C syntax.
273  *
274  * Returns 0 on success; <0, otherwise.
275  */
276 int btf_dump__dump_type(struct btf_dump *d, __u32 id)
277 {
278         int err, i;
279
280         if (id >= btf__type_cnt(d->btf))
281                 return libbpf_err(-EINVAL);
282
283         err = btf_dump_resize(d);
284         if (err)
285                 return libbpf_err(err);
286
287         d->emit_queue_cnt = 0;
288         err = btf_dump_order_type(d, id, false);
289         if (err < 0)
290                 return libbpf_err(err);
291
292         for (i = 0; i < d->emit_queue_cnt; i++)
293                 btf_dump_emit_type(d, d->emit_queue[i], 0 /*top-level*/);
294
295         return 0;
296 }
297
298 /*
299  * Mark all types that are referenced from any other type. This is used to
300  * determine top-level anonymous enums that need to be emitted as an
301  * independent type declarations.
302  * Anonymous enums come in two flavors: either embedded in a struct's field
303  * definition, in which case they have to be declared inline as part of field
304  * type declaration; or as a top-level anonymous enum, typically used for
305  * declaring global constants. It's impossible to distinguish between two
306  * without knowning whether given enum type was referenced from other type:
307  * top-level anonymous enum won't be referenced by anything, while embedded
308  * one will.
309  */
310 static int btf_dump_mark_referenced(struct btf_dump *d)
311 {
312         int i, j, n = btf__type_cnt(d->btf);
313         const struct btf_type *t;
314         __u16 vlen;
315
316         for (i = d->last_id + 1; i < n; i++) {
317                 t = btf__type_by_id(d->btf, i);
318                 vlen = btf_vlen(t);
319
320                 switch (btf_kind(t)) {
321                 case BTF_KIND_INT:
322                 case BTF_KIND_ENUM:
323                 case BTF_KIND_ENUM64:
324                 case BTF_KIND_FWD:
325                 case BTF_KIND_FLOAT:
326                         break;
327
328                 case BTF_KIND_VOLATILE:
329                 case BTF_KIND_CONST:
330                 case BTF_KIND_RESTRICT:
331                 case BTF_KIND_PTR:
332                 case BTF_KIND_TYPEDEF:
333                 case BTF_KIND_FUNC:
334                 case BTF_KIND_VAR:
335                 case BTF_KIND_DECL_TAG:
336                 case BTF_KIND_TYPE_TAG:
337                         d->type_states[t->type].referenced = 1;
338                         break;
339
340                 case BTF_KIND_ARRAY: {
341                         const struct btf_array *a = btf_array(t);
342
343                         d->type_states[a->index_type].referenced = 1;
344                         d->type_states[a->type].referenced = 1;
345                         break;
346                 }
347                 case BTF_KIND_STRUCT:
348                 case BTF_KIND_UNION: {
349                         const struct btf_member *m = btf_members(t);
350
351                         for (j = 0; j < vlen; j++, m++)
352                                 d->type_states[m->type].referenced = 1;
353                         break;
354                 }
355                 case BTF_KIND_FUNC_PROTO: {
356                         const struct btf_param *p = btf_params(t);
357
358                         for (j = 0; j < vlen; j++, p++)
359                                 d->type_states[p->type].referenced = 1;
360                         break;
361                 }
362                 case BTF_KIND_DATASEC: {
363                         const struct btf_var_secinfo *v = btf_var_secinfos(t);
364
365                         for (j = 0; j < vlen; j++, v++)
366                                 d->type_states[v->type].referenced = 1;
367                         break;
368                 }
369                 default:
370                         return -EINVAL;
371                 }
372         }
373         return 0;
374 }
375
376 static int btf_dump_add_emit_queue_id(struct btf_dump *d, __u32 id)
377 {
378         __u32 *new_queue;
379         size_t new_cap;
380
381         if (d->emit_queue_cnt >= d->emit_queue_cap) {
382                 new_cap = max(16, d->emit_queue_cap * 3 / 2);
383                 new_queue = libbpf_reallocarray(d->emit_queue, new_cap, sizeof(new_queue[0]));
384                 if (!new_queue)
385                         return -ENOMEM;
386                 d->emit_queue = new_queue;
387                 d->emit_queue_cap = new_cap;
388         }
389
390         d->emit_queue[d->emit_queue_cnt++] = id;
391         return 0;
392 }
393
394 /*
395  * Determine order of emitting dependent types and specified type to satisfy
396  * C compilation rules.  This is done through topological sorting with an
397  * additional complication which comes from C rules. The main idea for C is
398  * that if some type is "embedded" into a struct/union, it's size needs to be
399  * known at the time of definition of containing type. E.g., for:
400  *
401  *      struct A {};
402  *      struct B { struct A x; }
403  *
404  * struct A *HAS* to be defined before struct B, because it's "embedded",
405  * i.e., it is part of struct B layout. But in the following case:
406  *
407  *      struct A;
408  *      struct B { struct A *x; }
409  *      struct A {};
410  *
411  * it's enough to just have a forward declaration of struct A at the time of
412  * struct B definition, as struct B has a pointer to struct A, so the size of
413  * field x is known without knowing struct A size: it's sizeof(void *).
414  *
415  * Unfortunately, there are some trickier cases we need to handle, e.g.:
416  *
417  *      struct A {}; // if this was forward-declaration: compilation error
418  *      struct B {
419  *              struct { // anonymous struct
420  *                      struct A y;
421  *              } *x;
422  *      };
423  *
424  * In this case, struct B's field x is a pointer, so it's size is known
425  * regardless of the size of (anonymous) struct it points to. But because this
426  * struct is anonymous and thus defined inline inside struct B, *and* it
427  * embeds struct A, compiler requires full definition of struct A to be known
428  * before struct B can be defined. This creates a transitive dependency
429  * between struct A and struct B. If struct A was forward-declared before
430  * struct B definition and fully defined after struct B definition, that would
431  * trigger compilation error.
432  *
433  * All this means that while we are doing topological sorting on BTF type
434  * graph, we need to determine relationships between different types (graph
435  * nodes):
436  *   - weak link (relationship) between X and Y, if Y *CAN* be
437  *   forward-declared at the point of X definition;
438  *   - strong link, if Y *HAS* to be fully-defined before X can be defined.
439  *
440  * The rule is as follows. Given a chain of BTF types from X to Y, if there is
441  * BTF_KIND_PTR type in the chain and at least one non-anonymous type
442  * Z (excluding X, including Y), then link is weak. Otherwise, it's strong.
443  * Weak/strong relationship is determined recursively during DFS traversal and
444  * is returned as a result from btf_dump_order_type().
445  *
446  * btf_dump_order_type() is trying to avoid unnecessary forward declarations,
447  * but it is not guaranteeing that no extraneous forward declarations will be
448  * emitted.
449  *
450  * To avoid extra work, algorithm marks some of BTF types as ORDERED, when
451  * it's done with them, but not for all (e.g., VOLATILE, CONST, RESTRICT,
452  * ARRAY, FUNC_PROTO), as weak/strong semantics for those depends on the
453  * entire graph path, so depending where from one came to that BTF type, it
454  * might cause weak or strong ordering. For types like STRUCT/UNION/INT/ENUM,
455  * once they are processed, there is no need to do it again, so they are
456  * marked as ORDERED. We can mark PTR as ORDERED as well, as it semi-forces
457  * weak link, unless subsequent referenced STRUCT/UNION/ENUM is anonymous. But
458  * in any case, once those are processed, no need to do it again, as the
459  * result won't change.
460  *
461  * Returns:
462  *   - 1, if type is part of strong link (so there is strong topological
463  *   ordering requirements);
464  *   - 0, if type is part of weak link (so can be satisfied through forward
465  *   declaration);
466  *   - <0, on error (e.g., unsatisfiable type loop detected).
467  */
468 static int btf_dump_order_type(struct btf_dump *d, __u32 id, bool through_ptr)
469 {
470         /*
471          * Order state is used to detect strong link cycles, but only for BTF
472          * kinds that are or could be an independent definition (i.e.,
473          * stand-alone fwd decl, enum, typedef, struct, union). Ptrs, arrays,
474          * func_protos, modifiers are just means to get to these definitions.
475          * Int/void don't need definitions, they are assumed to be always
476          * properly defined.  We also ignore datasec, var, and funcs for now.
477          * So for all non-defining kinds, we never even set ordering state,
478          * for defining kinds we set ORDERING and subsequently ORDERED if it
479          * forms a strong link.
480          */
481         struct btf_dump_type_aux_state *tstate = &d->type_states[id];
482         const struct btf_type *t;
483         __u16 vlen;
484         int err, i;
485
486         /* return true, letting typedefs know that it's ok to be emitted */
487         if (tstate->order_state == ORDERED)
488                 return 1;
489
490         t = btf__type_by_id(d->btf, id);
491
492         if (tstate->order_state == ORDERING) {
493                 /* type loop, but resolvable through fwd declaration */
494                 if (btf_is_composite(t) && through_ptr && t->name_off != 0)
495                         return 0;
496                 pr_warn("unsatisfiable type cycle, id:[%u]\n", id);
497                 return -ELOOP;
498         }
499
500         switch (btf_kind(t)) {
501         case BTF_KIND_INT:
502         case BTF_KIND_FLOAT:
503                 tstate->order_state = ORDERED;
504                 return 0;
505
506         case BTF_KIND_PTR:
507                 err = btf_dump_order_type(d, t->type, true);
508                 tstate->order_state = ORDERED;
509                 return err;
510
511         case BTF_KIND_ARRAY:
512                 return btf_dump_order_type(d, btf_array(t)->type, false);
513
514         case BTF_KIND_STRUCT:
515         case BTF_KIND_UNION: {
516                 const struct btf_member *m = btf_members(t);
517                 /*
518                  * struct/union is part of strong link, only if it's embedded
519                  * (so no ptr in a path) or it's anonymous (so has to be
520                  * defined inline, even if declared through ptr)
521                  */
522                 if (through_ptr && t->name_off != 0)
523                         return 0;
524
525                 tstate->order_state = ORDERING;
526
527                 vlen = btf_vlen(t);
528                 for (i = 0; i < vlen; i++, m++) {
529                         err = btf_dump_order_type(d, m->type, false);
530                         if (err < 0)
531                                 return err;
532                 }
533
534                 if (t->name_off != 0) {
535                         err = btf_dump_add_emit_queue_id(d, id);
536                         if (err < 0)
537                                 return err;
538                 }
539
540                 tstate->order_state = ORDERED;
541                 return 1;
542         }
543         case BTF_KIND_ENUM:
544         case BTF_KIND_ENUM64:
545         case BTF_KIND_FWD:
546                 /*
547                  * non-anonymous or non-referenced enums are top-level
548                  * declarations and should be emitted. Same logic can be
549                  * applied to FWDs, it won't hurt anyways.
550                  */
551                 if (t->name_off != 0 || !tstate->referenced) {
552                         err = btf_dump_add_emit_queue_id(d, id);
553                         if (err)
554                                 return err;
555                 }
556                 tstate->order_state = ORDERED;
557                 return 1;
558
559         case BTF_KIND_TYPEDEF: {
560                 int is_strong;
561
562                 is_strong = btf_dump_order_type(d, t->type, through_ptr);
563                 if (is_strong < 0)
564                         return is_strong;
565
566                 /* typedef is similar to struct/union w.r.t. fwd-decls */
567                 if (through_ptr && !is_strong)
568                         return 0;
569
570                 /* typedef is always a named definition */
571                 err = btf_dump_add_emit_queue_id(d, id);
572                 if (err)
573                         return err;
574
575                 d->type_states[id].order_state = ORDERED;
576                 return 1;
577         }
578         case BTF_KIND_VOLATILE:
579         case BTF_KIND_CONST:
580         case BTF_KIND_RESTRICT:
581         case BTF_KIND_TYPE_TAG:
582                 return btf_dump_order_type(d, t->type, through_ptr);
583
584         case BTF_KIND_FUNC_PROTO: {
585                 const struct btf_param *p = btf_params(t);
586                 bool is_strong;
587
588                 err = btf_dump_order_type(d, t->type, through_ptr);
589                 if (err < 0)
590                         return err;
591                 is_strong = err > 0;
592
593                 vlen = btf_vlen(t);
594                 for (i = 0; i < vlen; i++, p++) {
595                         err = btf_dump_order_type(d, p->type, through_ptr);
596                         if (err < 0)
597                                 return err;
598                         if (err > 0)
599                                 is_strong = true;
600                 }
601                 return is_strong;
602         }
603         case BTF_KIND_FUNC:
604         case BTF_KIND_VAR:
605         case BTF_KIND_DATASEC:
606         case BTF_KIND_DECL_TAG:
607                 d->type_states[id].order_state = ORDERED;
608                 return 0;
609
610         default:
611                 return -EINVAL;
612         }
613 }
614
615 static void btf_dump_emit_missing_aliases(struct btf_dump *d, __u32 id,
616                                           const struct btf_type *t);
617
618 static void btf_dump_emit_struct_fwd(struct btf_dump *d, __u32 id,
619                                      const struct btf_type *t);
620 static void btf_dump_emit_struct_def(struct btf_dump *d, __u32 id,
621                                      const struct btf_type *t, int lvl);
622
623 static void btf_dump_emit_enum_fwd(struct btf_dump *d, __u32 id,
624                                    const struct btf_type *t);
625 static void btf_dump_emit_enum_def(struct btf_dump *d, __u32 id,
626                                    const struct btf_type *t, int lvl);
627
628 static void btf_dump_emit_fwd_def(struct btf_dump *d, __u32 id,
629                                   const struct btf_type *t);
630
631 static void btf_dump_emit_typedef_def(struct btf_dump *d, __u32 id,
632                                       const struct btf_type *t, int lvl);
633
634 /* a local view into a shared stack */
635 struct id_stack {
636         const __u32 *ids;
637         int cnt;
638 };
639
640 static void btf_dump_emit_type_decl(struct btf_dump *d, __u32 id,
641                                     const char *fname, int lvl);
642 static void btf_dump_emit_type_chain(struct btf_dump *d,
643                                      struct id_stack *decl_stack,
644                                      const char *fname, int lvl);
645
646 static const char *btf_dump_type_name(struct btf_dump *d, __u32 id);
647 static const char *btf_dump_ident_name(struct btf_dump *d, __u32 id);
648 static size_t btf_dump_name_dups(struct btf_dump *d, struct hashmap *name_map,
649                                  const char *orig_name);
650
651 static bool btf_dump_is_blacklisted(struct btf_dump *d, __u32 id)
652 {
653         const struct btf_type *t = btf__type_by_id(d->btf, id);
654
655         /* __builtin_va_list is a compiler built-in, which causes compilation
656          * errors, when compiling w/ different compiler, then used to compile
657          * original code (e.g., GCC to compile kernel, Clang to use generated
658          * C header from BTF). As it is built-in, it should be already defined
659          * properly internally in compiler.
660          */
661         if (t->name_off == 0)
662                 return false;
663         return strcmp(btf_name_of(d, t->name_off), "__builtin_va_list") == 0;
664 }
665
666 /*
667  * Emit C-syntax definitions of types from chains of BTF types.
668  *
669  * High-level handling of determining necessary forward declarations are handled
670  * by btf_dump_emit_type() itself, but all nitty-gritty details of emitting type
671  * declarations/definitions in C syntax  are handled by a combo of
672  * btf_dump_emit_type_decl()/btf_dump_emit_type_chain() w/ delegation to
673  * corresponding btf_dump_emit_*_{def,fwd}() functions.
674  *
675  * We also keep track of "containing struct/union type ID" to determine when
676  * we reference it from inside and thus can avoid emitting unnecessary forward
677  * declaration.
678  *
679  * This algorithm is designed in such a way, that even if some error occurs
680  * (either technical, e.g., out of memory, or logical, i.e., malformed BTF
681  * that doesn't comply to C rules completely), algorithm will try to proceed
682  * and produce as much meaningful output as possible.
683  */
684 static void btf_dump_emit_type(struct btf_dump *d, __u32 id, __u32 cont_id)
685 {
686         struct btf_dump_type_aux_state *tstate = &d->type_states[id];
687         bool top_level_def = cont_id == 0;
688         const struct btf_type *t;
689         __u16 kind;
690
691         if (tstate->emit_state == EMITTED)
692                 return;
693
694         t = btf__type_by_id(d->btf, id);
695         kind = btf_kind(t);
696
697         if (tstate->emit_state == EMITTING) {
698                 if (tstate->fwd_emitted)
699                         return;
700
701                 switch (kind) {
702                 case BTF_KIND_STRUCT:
703                 case BTF_KIND_UNION:
704                         /*
705                          * if we are referencing a struct/union that we are
706                          * part of - then no need for fwd declaration
707                          */
708                         if (id == cont_id)
709                                 return;
710                         if (t->name_off == 0) {
711                                 pr_warn("anonymous struct/union loop, id:[%u]\n",
712                                         id);
713                                 return;
714                         }
715                         btf_dump_emit_struct_fwd(d, id, t);
716                         btf_dump_printf(d, ";\n\n");
717                         tstate->fwd_emitted = 1;
718                         break;
719                 case BTF_KIND_TYPEDEF:
720                         /*
721                          * for typedef fwd_emitted means typedef definition
722                          * was emitted, but it can be used only for "weak"
723                          * references through pointer only, not for embedding
724                          */
725                         if (!btf_dump_is_blacklisted(d, id)) {
726                                 btf_dump_emit_typedef_def(d, id, t, 0);
727                                 btf_dump_printf(d, ";\n\n");
728                         }
729                         tstate->fwd_emitted = 1;
730                         break;
731                 default:
732                         break;
733                 }
734
735                 return;
736         }
737
738         switch (kind) {
739         case BTF_KIND_INT:
740                 /* Emit type alias definitions if necessary */
741                 btf_dump_emit_missing_aliases(d, id, t);
742
743                 tstate->emit_state = EMITTED;
744                 break;
745         case BTF_KIND_ENUM:
746         case BTF_KIND_ENUM64:
747                 if (top_level_def) {
748                         btf_dump_emit_enum_def(d, id, t, 0);
749                         btf_dump_printf(d, ";\n\n");
750                 }
751                 tstate->emit_state = EMITTED;
752                 break;
753         case BTF_KIND_PTR:
754         case BTF_KIND_VOLATILE:
755         case BTF_KIND_CONST:
756         case BTF_KIND_RESTRICT:
757         case BTF_KIND_TYPE_TAG:
758                 btf_dump_emit_type(d, t->type, cont_id);
759                 break;
760         case BTF_KIND_ARRAY:
761                 btf_dump_emit_type(d, btf_array(t)->type, cont_id);
762                 break;
763         case BTF_KIND_FWD:
764                 btf_dump_emit_fwd_def(d, id, t);
765                 btf_dump_printf(d, ";\n\n");
766                 tstate->emit_state = EMITTED;
767                 break;
768         case BTF_KIND_TYPEDEF:
769                 tstate->emit_state = EMITTING;
770                 btf_dump_emit_type(d, t->type, id);
771                 /*
772                  * typedef can server as both definition and forward
773                  * declaration; at this stage someone depends on
774                  * typedef as a forward declaration (refers to it
775                  * through pointer), so unless we already did it,
776                  * emit typedef as a forward declaration
777                  */
778                 if (!tstate->fwd_emitted && !btf_dump_is_blacklisted(d, id)) {
779                         btf_dump_emit_typedef_def(d, id, t, 0);
780                         btf_dump_printf(d, ";\n\n");
781                 }
782                 tstate->emit_state = EMITTED;
783                 break;
784         case BTF_KIND_STRUCT:
785         case BTF_KIND_UNION:
786                 tstate->emit_state = EMITTING;
787                 /* if it's a top-level struct/union definition or struct/union
788                  * is anonymous, then in C we'll be emitting all fields and
789                  * their types (as opposed to just `struct X`), so we need to
790                  * make sure that all types, referenced from struct/union
791                  * members have necessary forward-declarations, where
792                  * applicable
793                  */
794                 if (top_level_def || t->name_off == 0) {
795                         const struct btf_member *m = btf_members(t);
796                         __u16 vlen = btf_vlen(t);
797                         int i, new_cont_id;
798
799                         new_cont_id = t->name_off == 0 ? cont_id : id;
800                         for (i = 0; i < vlen; i++, m++)
801                                 btf_dump_emit_type(d, m->type, new_cont_id);
802                 } else if (!tstate->fwd_emitted && id != cont_id) {
803                         btf_dump_emit_struct_fwd(d, id, t);
804                         btf_dump_printf(d, ";\n\n");
805                         tstate->fwd_emitted = 1;
806                 }
807
808                 if (top_level_def) {
809                         btf_dump_emit_struct_def(d, id, t, 0);
810                         btf_dump_printf(d, ";\n\n");
811                         tstate->emit_state = EMITTED;
812                 } else {
813                         tstate->emit_state = NOT_EMITTED;
814                 }
815                 break;
816         case BTF_KIND_FUNC_PROTO: {
817                 const struct btf_param *p = btf_params(t);
818                 __u16 n = btf_vlen(t);
819                 int i;
820
821                 btf_dump_emit_type(d, t->type, cont_id);
822                 for (i = 0; i < n; i++, p++)
823                         btf_dump_emit_type(d, p->type, cont_id);
824
825                 break;
826         }
827         default:
828                 break;
829         }
830 }
831
832 static bool btf_is_struct_packed(const struct btf *btf, __u32 id,
833                                  const struct btf_type *t)
834 {
835         const struct btf_member *m;
836         int max_align = 1, align, i, bit_sz;
837         __u16 vlen;
838
839         m = btf_members(t);
840         vlen = btf_vlen(t);
841         /* all non-bitfield fields have to be naturally aligned */
842         for (i = 0; i < vlen; i++, m++) {
843                 align = btf__align_of(btf, m->type);
844                 bit_sz = btf_member_bitfield_size(t, i);
845                 if (align && bit_sz == 0 && m->offset % (8 * align) != 0)
846                         return true;
847                 max_align = max(align, max_align);
848         }
849         /* size of a non-packed struct has to be a multiple of its alignment */
850         if (t->size % max_align != 0)
851                 return true;
852         /*
853          * if original struct was marked as packed, but its layout is
854          * naturally aligned, we'll detect that it's not packed
855          */
856         return false;
857 }
858
859 static void btf_dump_emit_bit_padding(const struct btf_dump *d,
860                                       int cur_off, int next_off, int next_align,
861                                       bool in_bitfield, int lvl)
862 {
863         const struct {
864                 const char *name;
865                 int bits;
866         } pads[] = {
867                 {"long", d->ptr_sz * 8}, {"int", 32}, {"short", 16}, {"char", 8}
868         };
869         int new_off, pad_bits, bits, i;
870         const char *pad_type;
871
872         if (cur_off >= next_off)
873                 return; /* no gap */
874
875         /* For filling out padding we want to take advantage of
876          * natural alignment rules to minimize unnecessary explicit
877          * padding. First, we find the largest type (among long, int,
878          * short, or char) that can be used to force naturally aligned
879          * boundary. Once determined, we'll use such type to fill in
880          * the remaining padding gap. In some cases we can rely on
881          * compiler filling some gaps, but sometimes we need to force
882          * alignment to close natural alignment with markers like
883          * `long: 0` (this is always the case for bitfields).  Note
884          * that even if struct itself has, let's say 4-byte alignment
885          * (i.e., it only uses up to int-aligned types), using `long:
886          * X;` explicit padding doesn't actually change struct's
887          * overall alignment requirements, but compiler does take into
888          * account that type's (long, in this example) natural
889          * alignment requirements when adding implicit padding. We use
890          * this fact heavily and don't worry about ruining correct
891          * struct alignment requirement.
892          */
893         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pads); i++) {
894                 pad_bits = pads[i].bits;
895                 pad_type = pads[i].name;
896
897                 new_off = roundup(cur_off, pad_bits);
898                 if (new_off <= next_off)
899                         break;
900         }
901
902         if (new_off > cur_off && new_off <= next_off) {
903                 /* We need explicit `<type>: 0` aligning mark if next
904                  * field is right on alignment offset and its
905                  * alignment requirement is less strict than <type>'s
906                  * alignment (so compiler won't naturally align to the
907                  * offset we expect), or if subsequent `<type>: X`,
908                  * will actually completely fit in the remaining hole,
909                  * making compiler basically ignore `<type>: X`
910                  * completely.
911                  */
912                 if (in_bitfield ||
913                     (new_off == next_off && roundup(cur_off, next_align * 8) != new_off) ||
914                     (new_off != next_off && next_off - new_off <= new_off - cur_off))
915                         /* but for bitfields we'll emit explicit bit count */
916                         btf_dump_printf(d, "\n%s%s: %d;", pfx(lvl), pad_type,
917                                         in_bitfield ? new_off - cur_off : 0);
918                 cur_off = new_off;
919         }
920
921         /* Now we know we start at naturally aligned offset for a chosen
922          * padding type (long, int, short, or char), and so the rest is just
923          * a straightforward filling of remaining padding gap with full
924          * `<type>: sizeof(<type>);` markers, except for the last one, which
925          * might need smaller than sizeof(<type>) padding.
926          */
927         while (cur_off != next_off) {
928                 bits = min(next_off - cur_off, pad_bits);
929                 if (bits == pad_bits) {
930                         btf_dump_printf(d, "\n%s%s: %d;", pfx(lvl), pad_type, pad_bits);
931                         cur_off += bits;
932                         continue;
933                 }
934                 /* For the remainder padding that doesn't cover entire
935                  * pad_type bit length, we pick the smallest necessary type.
936                  * This is pure aesthetics, we could have just used `long`,
937                  * but having smallest necessary one communicates better the
938                  * scale of the padding gap.
939                  */
940                 for (i = ARRAY_SIZE(pads) - 1; i >= 0; i--) {
941                         pad_type = pads[i].name;
942                         pad_bits = pads[i].bits;
943                         if (pad_bits < bits)
944                                 continue;
945
946                         btf_dump_printf(d, "\n%s%s: %d;", pfx(lvl), pad_type, bits);
947                         cur_off += bits;
948                         break;
949                 }
950         }
951 }
952
953 static void btf_dump_emit_struct_fwd(struct btf_dump *d, __u32 id,
954                                      const struct btf_type *t)
955 {
956         btf_dump_printf(d, "%s%s%s",
957                         btf_is_struct(t) ? "struct" : "union",
958                         t->name_off ? " " : "",
959                         btf_dump_type_name(d, id));
960 }
961
962 static void btf_dump_emit_struct_def(struct btf_dump *d,
963                                      __u32 id,
964                                      const struct btf_type *t,
965                                      int lvl)
966 {
967         const struct btf_member *m = btf_members(t);
968         bool is_struct = btf_is_struct(t);
969         bool packed, prev_bitfield = false;
970         int align, i, off = 0;
971         __u16 vlen = btf_vlen(t);
972
973         align = btf__align_of(d->btf, id);
974         packed = is_struct ? btf_is_struct_packed(d->btf, id, t) : 0;
975
976         btf_dump_printf(d, "%s%s%s {",
977                         is_struct ? "struct" : "union",
978                         t->name_off ? " " : "",
979                         btf_dump_type_name(d, id));
980
981         for (i = 0; i < vlen; i++, m++) {
982                 const char *fname;
983                 int m_off, m_sz, m_align;
984                 bool in_bitfield;
985
986                 fname = btf_name_of(d, m->name_off);
987                 m_sz = btf_member_bitfield_size(t, i);
988                 m_off = btf_member_bit_offset(t, i);
989                 m_align = packed ? 1 : btf__align_of(d->btf, m->type);
990
991                 in_bitfield = prev_bitfield && m_sz != 0;
992
993                 btf_dump_emit_bit_padding(d, off, m_off, m_align, in_bitfield, lvl + 1);
994                 btf_dump_printf(d, "\n%s", pfx(lvl + 1));
995                 btf_dump_emit_type_decl(d, m->type, fname, lvl + 1);
996
997                 if (m_sz) {
998                         btf_dump_printf(d, ": %d", m_sz);
999                         off = m_off + m_sz;
1000                         prev_bitfield = true;
1001                 } else {
1002                         m_sz = max((__s64)0, btf__resolve_size(d->btf, m->type));
1003                         off = m_off + m_sz * 8;
1004                         prev_bitfield = false;
1005                 }
1006
1007                 btf_dump_printf(d, ";");
1008         }
1009
1010         /* pad at the end, if necessary */
1011         if (is_struct)
1012                 btf_dump_emit_bit_padding(d, off, t->size * 8, align, false, lvl + 1);
1013
1014         /*
1015          * Keep `struct empty {}` on a single line,
1016          * only print newline when there are regular or padding fields.
1017          */
1018         if (vlen || t->size) {
1019                 btf_dump_printf(d, "\n");
1020                 btf_dump_printf(d, "%s}", pfx(lvl));
1021         } else {
1022                 btf_dump_printf(d, "}");
1023         }
1024         if (packed)
1025                 btf_dump_printf(d, " __attribute__((packed))");
1026 }
1027
1028 static const char *missing_base_types[][2] = {
1029         /*
1030          * GCC emits typedefs to its internal __PolyX_t types when compiling Arm
1031          * SIMD intrinsics. Alias them to standard base types.
1032          */
1033         { "__Poly8_t",          "unsigned char" },
1034         { "__Poly16_t",         "unsigned short" },
1035         { "__Poly64_t",         "unsigned long long" },
1036         { "__Poly128_t",        "unsigned __int128" },
1037 };
1038
1039 static void btf_dump_emit_missing_aliases(struct btf_dump *d, __u32 id,
1040                                           const struct btf_type *t)
1041 {
1042         const char *name = btf_dump_type_name(d, id);
1043         int i;
1044
1045         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(missing_base_types); i++) {
1046                 if (strcmp(name, missing_base_types[i][0]) == 0) {
1047                         btf_dump_printf(d, "typedef %s %s;\n\n",
1048                                         missing_base_types[i][1], name);
1049                         break;
1050                 }
1051         }
1052 }
1053
1054 static void btf_dump_emit_enum_fwd(struct btf_dump *d, __u32 id,
1055                                    const struct btf_type *t)
1056 {
1057         btf_dump_printf(d, "enum %s", btf_dump_type_name(d, id));
1058 }
1059
1060 static void btf_dump_emit_enum32_val(struct btf_dump *d,
1061                                      const struct btf_type *t,
1062                                      int lvl, __u16 vlen)
1063 {
1064         const struct btf_enum *v = btf_enum(t);
1065         bool is_signed = btf_kflag(t);
1066         const char *fmt_str;
1067         const char *name;
1068         size_t dup_cnt;
1069         int i;
1070
1071         for (i = 0; i < vlen; i++, v++) {
1072                 name = btf_name_of(d, v->name_off);
1073                 /* enumerators share namespace with typedef idents */
1074                 dup_cnt = btf_dump_name_dups(d, d->ident_names, name);
1075                 if (dup_cnt > 1) {
1076                         fmt_str = is_signed ? "\n%s%s___%zd = %d," : "\n%s%s___%zd = %u,";
1077                         btf_dump_printf(d, fmt_str, pfx(lvl + 1), name, dup_cnt, v->val);
1078                 } else {
1079                         fmt_str = is_signed ? "\n%s%s = %d," : "\n%s%s = %u,";
1080                         btf_dump_printf(d, fmt_str, pfx(lvl + 1), name, v->val);
1081                 }
1082         }
1083 }
1084
1085 static void btf_dump_emit_enum64_val(struct btf_dump *d,
1086                                      const struct btf_type *t,
1087                                      int lvl, __u16 vlen)
1088 {
1089         const struct btf_enum64 *v = btf_enum64(t);
1090         bool is_signed = btf_kflag(t);
1091         const char *fmt_str;
1092         const char *name;
1093         size_t dup_cnt;
1094         __u64 val;
1095         int i;
1096
1097         for (i = 0; i < vlen; i++, v++) {
1098                 name = btf_name_of(d, v->name_off);
1099                 dup_cnt = btf_dump_name_dups(d, d->ident_names, name);
1100                 val = btf_enum64_value(v);
1101                 if (dup_cnt > 1) {
1102                         fmt_str = is_signed ? "\n%s%s___%zd = %lldLL,"
1103                                             : "\n%s%s___%zd = %lluULL,";
1104                         btf_dump_printf(d, fmt_str,
1105                                         pfx(lvl + 1), name, dup_cnt,
1106                                         (unsigned long long)val);
1107                 } else {
1108                         fmt_str = is_signed ? "\n%s%s = %lldLL,"
1109                                             : "\n%s%s = %lluULL,";
1110                         btf_dump_printf(d, fmt_str,
1111                                         pfx(lvl + 1), name,
1112                                         (unsigned long long)val);
1113                 }
1114         }
1115 }
1116 static void btf_dump_emit_enum_def(struct btf_dump *d, __u32 id,
1117                                    const struct btf_type *t,
1118                                    int lvl)
1119 {
1120         __u16 vlen = btf_vlen(t);
1121
1122         btf_dump_printf(d, "enum%s%s",
1123                         t->name_off ? " " : "",
1124                         btf_dump_type_name(d, id));
1125
1126         if (!vlen)
1127                 return;
1128
1129         btf_dump_printf(d, " {");
1130         if (btf_is_enum(t))
1131                 btf_dump_emit_enum32_val(d, t, lvl, vlen);
1132         else
1133                 btf_dump_emit_enum64_val(d, t, lvl, vlen);
1134         btf_dump_printf(d, "\n%s}", pfx(lvl));
1135 }
1136
1137 static void btf_dump_emit_fwd_def(struct btf_dump *d, __u32 id,
1138                                   const struct btf_type *t)
1139 {
1140         const char *name = btf_dump_type_name(d, id);
1141
1142         if (btf_kflag(t))
1143                 btf_dump_printf(d, "union %s", name);
1144         else
1145                 btf_dump_printf(d, "struct %s", name);
1146 }
1147
1148 static void btf_dump_emit_typedef_def(struct btf_dump *d, __u32 id,
1149                                      const struct btf_type *t, int lvl)
1150 {
1151         const char *name = btf_dump_ident_name(d, id);
1152
1153         /*
1154          * Old GCC versions are emitting invalid typedef for __gnuc_va_list
1155          * pointing to VOID. This generates warnings from btf_dump() and
1156          * results in uncompilable header file, so we are fixing it up here
1157          * with valid typedef into __builtin_va_list.
1158          */
1159         if (t->type == 0 && strcmp(name, "__gnuc_va_list") == 0) {
1160                 btf_dump_printf(d, "typedef __builtin_va_list __gnuc_va_list");
1161                 return;
1162         }
1163
1164         btf_dump_printf(d, "typedef ");
1165         btf_dump_emit_type_decl(d, t->type, name, lvl);
1166 }
1167
1168 static int btf_dump_push_decl_stack_id(struct btf_dump *d, __u32 id)
1169 {
1170         __u32 *new_stack;
1171         size_t new_cap;
1172
1173         if (d->decl_stack_cnt >= d->decl_stack_cap) {
1174                 new_cap = max(16, d->decl_stack_cap * 3 / 2);
1175                 new_stack = libbpf_reallocarray(d->decl_stack, new_cap, sizeof(new_stack[0]));
1176                 if (!new_stack)
1177                         return -ENOMEM;
1178                 d->decl_stack = new_stack;
1179                 d->decl_stack_cap = new_cap;
1180         }
1181
1182         d->decl_stack[d->decl_stack_cnt++] = id;
1183
1184         return 0;
1185 }
1186
1187 /*
1188  * Emit type declaration (e.g., field type declaration in a struct or argument
1189  * declaration in function prototype) in correct C syntax.
1190  *
1191  * For most types it's trivial, but there are few quirky type declaration
1192  * cases worth mentioning:
1193  *   - function prototypes (especially nesting of function prototypes);
1194  *   - arrays;
1195  *   - const/volatile/restrict for pointers vs other types.
1196  *
1197  * For a good discussion of *PARSING* C syntax (as a human), see
1198  * Peter van der Linden's "Expert C Programming: Deep C Secrets",
1199  * Ch.3 "Unscrambling Declarations in C".
1200  *
1201  * It won't help with BTF to C conversion much, though, as it's an opposite
1202  * problem. So we came up with this algorithm in reverse to van der Linden's
1203  * parsing algorithm. It goes from structured BTF representation of type
1204  * declaration to a valid compilable C syntax.
1205  *
1206  * For instance, consider this C typedef:
1207  *      typedef const int * const * arr[10] arr_t;
1208  * It will be represented in BTF with this chain of BTF types:
1209  *      [typedef] -> [array] -> [ptr] -> [const] -> [ptr] -> [const] -> [int]
1210  *
1211  * Notice how [const] modifier always goes before type it modifies in BTF type
1212  * graph, but in C syntax, const/volatile/restrict modifiers are written to
1213  * the right of pointers, but to the left of other types. There are also other
1214  * quirks, like function pointers, arrays of them, functions returning other
1215  * functions, etc.
1216  *
1217  * We handle that by pushing all the types to a stack, until we hit "terminal"
1218  * type (int/enum/struct/union/fwd). Then depending on the kind of a type on
1219  * top of a stack, modifiers are handled differently. Array/function pointers
1220  * have also wildly different syntax and how nesting of them are done. See
1221  * code for authoritative definition.
1222  *
1223  * To avoid allocating new stack for each independent chain of BTF types, we
1224  * share one bigger stack, with each chain working only on its own local view
1225  * of a stack frame. Some care is required to "pop" stack frames after
1226  * processing type declaration chain.
1227  */
1228 int btf_dump__emit_type_decl(struct btf_dump *d, __u32 id,
1229                              const struct btf_dump_emit_type_decl_opts *opts)
1230 {
1231         const char *fname;
1232         int lvl, err;
1233
1234         if (!OPTS_VALID(opts, btf_dump_emit_type_decl_opts))
1235                 return libbpf_err(-EINVAL);
1236
1237         err = btf_dump_resize(d);
1238         if (err)
1239                 return libbpf_err(err);
1240
1241         fname = OPTS_GET(opts, field_name, "");
1242         lvl = OPTS_GET(opts, indent_level, 0);
1243         d->strip_mods = OPTS_GET(opts, strip_mods, false);
1244         btf_dump_emit_type_decl(d, id, fname, lvl);
1245         d->strip_mods = false;
1246         return 0;
1247 }
1248
1249 static void btf_dump_emit_type_decl(struct btf_dump *d, __u32 id,
1250                                     const char *fname, int lvl)
1251 {
1252         struct id_stack decl_stack;
1253         const struct btf_type *t;
1254         int err, stack_start;
1255
1256         stack_start = d->decl_stack_cnt;
1257         for (;;) {
1258                 t = btf__type_by_id(d->btf, id);
1259                 if (d->strip_mods && btf_is_mod(t))
1260                         goto skip_mod;
1261
1262                 err = btf_dump_push_decl_stack_id(d, id);
1263                 if (err < 0) {
1264                         /*
1265                          * if we don't have enough memory for entire type decl
1266                          * chain, restore stack, emit warning, and try to
1267                          * proceed nevertheless
1268                          */
1269                         pr_warn("not enough memory for decl stack:%d", err);
1270                         d->decl_stack_cnt = stack_start;
1271                         return;
1272                 }
1273 skip_mod:
1274                 /* VOID */
1275                 if (id == 0)
1276                         break;
1277
1278                 switch (btf_kind(t)) {
1279                 case BTF_KIND_PTR:
1280                 case BTF_KIND_VOLATILE:
1281                 case BTF_KIND_CONST:
1282                 case BTF_KIND_RESTRICT:
1283                 case BTF_KIND_FUNC_PROTO:
1284                 case BTF_KIND_TYPE_TAG:
1285                         id = t->type;
1286                         break;
1287                 case BTF_KIND_ARRAY:
1288                         id = btf_array(t)->type;
1289                         break;
1290                 case BTF_KIND_INT:
1291                 case BTF_KIND_ENUM:
1292                 case BTF_KIND_ENUM64:
1293                 case BTF_KIND_FWD:
1294                 case BTF_KIND_STRUCT:
1295                 case BTF_KIND_UNION:
1296                 case BTF_KIND_TYPEDEF:
1297                 case BTF_KIND_FLOAT:
1298                         goto done;
1299                 default:
1300                         pr_warn("unexpected type in decl chain, kind:%u, id:[%u]\n",
1301                                 btf_kind(t), id);
1302                         goto done;
1303                 }
1304         }
1305 done:
1306         /*
1307          * We might be inside a chain of declarations (e.g., array of function
1308          * pointers returning anonymous (so inlined) structs, having another
1309          * array field). Each of those needs its own "stack frame" to handle
1310          * emitting of declarations. Those stack frames are non-overlapping
1311          * portions of shared btf_dump->decl_stack. To make it a bit nicer to
1312          * handle this set of nested stacks, we create a view corresponding to
1313          * our own "stack frame" and work with it as an independent stack.
1314          * We'll need to clean up after emit_type_chain() returns, though.
1315          */
1316         decl_stack.ids = d->decl_stack + stack_start;
1317         decl_stack.cnt = d->decl_stack_cnt - stack_start;
1318         btf_dump_emit_type_chain(d, &decl_stack, fname, lvl);
1319         /*
1320          * emit_type_chain() guarantees that it will pop its entire decl_stack
1321          * frame before returning. But it works with a read-only view into
1322          * decl_stack, so it doesn't actually pop anything from the
1323          * perspective of shared btf_dump->decl_stack, per se. We need to
1324          * reset decl_stack state to how it was before us to avoid it growing
1325          * all the time.
1326          */
1327         d->decl_stack_cnt = stack_start;
1328 }
1329
1330 static void btf_dump_emit_mods(struct btf_dump *d, struct id_stack *decl_stack)
1331 {
1332         const struct btf_type *t;
1333         __u32 id;
1334
1335         while (decl_stack->cnt) {
1336                 id = decl_stack->ids[decl_stack->cnt - 1];
1337                 t = btf__type_by_id(d->btf, id);
1338
1339                 switch (btf_kind(t)) {
1340                 case BTF_KIND_VOLATILE:
1341                         btf_dump_printf(d, "volatile ");
1342                         break;
1343                 case BTF_KIND_CONST:
1344                         btf_dump_printf(d, "const ");
1345                         break;
1346                 case BTF_KIND_RESTRICT:
1347                         btf_dump_printf(d, "restrict ");
1348                         break;
1349                 default:
1350                         return;
1351                 }
1352                 decl_stack->cnt--;
1353         }
1354 }
1355
1356 static void btf_dump_drop_mods(struct btf_dump *d, struct id_stack *decl_stack)
1357 {
1358         const struct btf_type *t;
1359         __u32 id;
1360
1361         while (decl_stack->cnt) {
1362                 id = decl_stack->ids[decl_stack->cnt - 1];
1363                 t = btf__type_by_id(d->btf, id);
1364                 if (!btf_is_mod(t))
1365                         return;
1366                 decl_stack->cnt--;
1367         }
1368 }
1369
1370 static void btf_dump_emit_name(const struct btf_dump *d,
1371                                const char *name, bool last_was_ptr)
1372 {
1373         bool separate = name[0] && !last_was_ptr;
1374
1375         btf_dump_printf(d, "%s%s", separate ? " " : "", name);
1376 }
1377
1378 static void btf_dump_emit_type_chain(struct btf_dump *d,
1379                                      struct id_stack *decls,
1380                                      const char *fname, int lvl)
1381 {
1382         /*
1383          * last_was_ptr is used to determine if we need to separate pointer
1384          * asterisk (*) from previous part of type signature with space, so
1385          * that we get `int ***`, instead of `int * * *`. We default to true
1386          * for cases where we have single pointer in a chain. E.g., in ptr ->
1387          * func_proto case. func_proto will start a new emit_type_chain call
1388          * with just ptr, which should be emitted as (*) or (*<fname>), so we
1389          * don't want to prepend space for that last pointer.
1390          */
1391         bool last_was_ptr = true;
1392         const struct btf_type *t;
1393         const char *name;
1394         __u16 kind;
1395         __u32 id;
1396
1397         while (decls->cnt) {
1398                 id = decls->ids[--decls->cnt];
1399                 if (id == 0) {
1400                         /* VOID is a special snowflake */
1401                         btf_dump_emit_mods(d, decls);
1402                         btf_dump_printf(d, "void");
1403                         last_was_ptr = false;
1404                         continue;
1405                 }
1406
1407                 t = btf__type_by_id(d->btf, id);
1408                 kind = btf_kind(t);
1409
1410                 switch (kind) {
1411                 case BTF_KIND_INT:
1412                 case BTF_KIND_FLOAT:
1413                         btf_dump_emit_mods(d, decls);
1414                         name = btf_name_of(d, t->name_off);
1415                         btf_dump_printf(d, "%s", name);
1416                         break;
1417                 case BTF_KIND_STRUCT:
1418                 case BTF_KIND_UNION:
1419                         btf_dump_emit_mods(d, decls);
1420                         /* inline anonymous struct/union */
1421                         if (t->name_off == 0 && !d->skip_anon_defs)
1422                                 btf_dump_emit_struct_def(d, id, t, lvl);
1423                         else
1424                                 btf_dump_emit_struct_fwd(d, id, t);
1425                         break;
1426                 case BTF_KIND_ENUM:
1427                 case BTF_KIND_ENUM64:
1428                         btf_dump_emit_mods(d, decls);
1429                         /* inline anonymous enum */
1430                         if (t->name_off == 0 && !d->skip_anon_defs)
1431                                 btf_dump_emit_enum_def(d, id, t, lvl);
1432                         else
1433                                 btf_dump_emit_enum_fwd(d, id, t);
1434                         break;
1435                 case BTF_KIND_FWD:
1436                         btf_dump_emit_mods(d, decls);
1437                         btf_dump_emit_fwd_def(d, id, t);
1438                         break;
1439                 case BTF_KIND_TYPEDEF:
1440                         btf_dump_emit_mods(d, decls);
1441                         btf_dump_printf(d, "%s", btf_dump_ident_name(d, id));
1442                         break;
1443                 case BTF_KIND_PTR:
1444                         btf_dump_printf(d, "%s", last_was_ptr ? "*" : " *");
1445                         break;
1446                 case BTF_KIND_VOLATILE:
1447                         btf_dump_printf(d, " volatile");
1448                         break;
1449                 case BTF_KIND_CONST:
1450                         btf_dump_printf(d, " const");
1451                         break;
1452                 case BTF_KIND_RESTRICT:
1453                         btf_dump_printf(d, " restrict");
1454                         break;
1455                 case BTF_KIND_TYPE_TAG:
1456                         btf_dump_emit_mods(d, decls);
1457                         name = btf_name_of(d, t->name_off);
1458                         btf_dump_printf(d, " __attribute__((btf_type_tag(\"%s\")))", name);
1459                         break;
1460                 case BTF_KIND_ARRAY: {
1461                         const struct btf_array *a = btf_array(t);
1462                         const struct btf_type *next_t;
1463                         __u32 next_id;
1464                         bool multidim;
1465                         /*
1466                          * GCC has a bug
1467                          * (https://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=8354)
1468                          * which causes it to emit extra const/volatile
1469                          * modifiers for an array, if array's element type has
1470                          * const/volatile modifiers. Clang doesn't do that.
1471                          * In general, it doesn't seem very meaningful to have
1472                          * a const/volatile modifier for array, so we are
1473                          * going to silently skip them here.
1474                          */
1475                         btf_dump_drop_mods(d, decls);
1476
1477                         if (decls->cnt == 0) {
1478                                 btf_dump_emit_name(d, fname, last_was_ptr);
1479                                 btf_dump_printf(d, "[%u]", a->nelems);
1480                                 return;
1481                         }
1482
1483                         next_id = decls->ids[decls->cnt - 1];
1484                         next_t = btf__type_by_id(d->btf, next_id);
1485                         multidim = btf_is_array(next_t);
1486                         /* we need space if we have named non-pointer */
1487                         if (fname[0] && !last_was_ptr)
1488                                 btf_dump_printf(d, " ");
1489                         /* no parentheses for multi-dimensional array */
1490                         if (!multidim)
1491                                 btf_dump_printf(d, "(");
1492                         btf_dump_emit_type_chain(d, decls, fname, lvl);
1493                         if (!multidim)
1494                                 btf_dump_printf(d, ")");
1495                         btf_dump_printf(d, "[%u]", a->nelems);
1496                         return;
1497                 }
1498                 case BTF_KIND_FUNC_PROTO: {
1499                         const struct btf_param *p = btf_params(t);
1500                         __u16 vlen = btf_vlen(t);
1501                         int i;
1502
1503                         /*
1504                          * GCC emits extra volatile qualifier for
1505                          * __attribute__((noreturn)) function pointers. Clang
1506                          * doesn't do it. It's a GCC quirk for backwards
1507                          * compatibility with code written for GCC <2.5. So,
1508                          * similarly to extra qualifiers for array, just drop
1509                          * them, instead of handling them.
1510                          */
1511                         btf_dump_drop_mods(d, decls);
1512                         if (decls->cnt) {
1513                                 btf_dump_printf(d, " (");
1514                                 btf_dump_emit_type_chain(d, decls, fname, lvl);
1515                                 btf_dump_printf(d, ")");
1516                         } else {
1517                                 btf_dump_emit_name(d, fname, last_was_ptr);
1518                         }
1519                         btf_dump_printf(d, "(");
1520                         /*
1521                          * Clang for BPF target generates func_proto with no
1522                          * args as a func_proto with a single void arg (e.g.,
1523                          * `int (*f)(void)` vs just `int (*f)()`). We are
1524                          * going to pretend there are no args for such case.
1525                          */
1526                         if (vlen == 1 && p->type == 0) {
1527                                 btf_dump_printf(d, ")");
1528                                 return;
1529                         }
1530
1531                         for (i = 0; i < vlen; i++, p++) {
1532                                 if (i > 0)
1533                                         btf_dump_printf(d, ", ");
1534
1535                                 /* last arg of type void is vararg */
1536                                 if (i == vlen - 1 && p->type == 0) {
1537                                         btf_dump_printf(d, "...");
1538                                         break;
1539                                 }
1540
1541                                 name = btf_name_of(d, p->name_off);
1542                                 btf_dump_emit_type_decl(d, p->type, name, lvl);
1543                         }
1544
1545                         btf_dump_printf(d, ")");
1546                         return;
1547                 }
1548                 default:
1549                         pr_warn("unexpected type in decl chain, kind:%u, id:[%u]\n",
1550                                 kind, id);
1551                         return;
1552                 }
1553
1554                 last_was_ptr = kind == BTF_KIND_PTR;
1555         }
1556
1557         btf_dump_emit_name(d, fname, last_was_ptr);
1558 }
1559
1560 /* show type name as (type_name) */
1561 static void btf_dump_emit_type_cast(struct btf_dump *d, __u32 id,
1562                                     bool top_level)
1563 {
1564         const struct btf_type *t;
1565
1566         /* for array members, we don't bother emitting type name for each
1567          * member to avoid the redundancy of
1568          * .name = (char[4])[(char)'f',(char)'o',(char)'o',]
1569          */
1570         if (d->typed_dump->is_array_member)
1571                 return;
1572
1573         /* avoid type name specification for variable/section; it will be done
1574          * for the associated variable value(s).
1575          */
1576         t = btf__type_by_id(d->btf, id);
1577         if (btf_is_var(t) || btf_is_datasec(t))
1578                 return;
1579
1580         if (top_level)
1581                 btf_dump_printf(d, "(");
1582
1583         d->skip_anon_defs = true;
1584         d->strip_mods = true;
1585         btf_dump_emit_type_decl(d, id, "", 0);
1586         d->strip_mods = false;
1587         d->skip_anon_defs = false;
1588
1589         if (top_level)
1590                 btf_dump_printf(d, ")");
1591 }
1592
1593 /* return number of duplicates (occurrences) of a given name */
1594 static size_t btf_dump_name_dups(struct btf_dump *d, struct hashmap *name_map,
1595                                  const char *orig_name)
1596 {
1597         char *old_name, *new_name;
1598         size_t dup_cnt = 0;
1599         int err;
1600
1601         new_name = strdup(orig_name);
1602         if (!new_name)
1603                 return 1;
1604
1605         hashmap__find(name_map, orig_name, (void **)&dup_cnt);
1606         dup_cnt++;
1607
1608         err = hashmap__set(name_map, new_name, (void *)dup_cnt,
1609                            (const void **)&old_name, NULL);
1610         if (err)
1611                 free(new_name);
1612
1613         free(old_name);
1614
1615         return dup_cnt;
1616 }
1617
1618 static const char *btf_dump_resolve_name(struct btf_dump *d, __u32 id,
1619                                          struct hashmap *name_map)
1620 {
1621         struct btf_dump_type_aux_state *s = &d->type_states[id];
1622         const struct btf_type *t = btf__type_by_id(d->btf, id);
1623         const char *orig_name = btf_name_of(d, t->name_off);
1624         const char **cached_name = &d->cached_names[id];
1625         size_t dup_cnt;
1626
1627         if (t->name_off == 0)
1628                 return "";
1629
1630         if (s->name_resolved)
1631                 return *cached_name ? *cached_name : orig_name;
1632
1633         if (btf_is_fwd(t) || (btf_is_enum(t) && btf_vlen(t) == 0)) {
1634                 s->name_resolved = 1;
1635                 return orig_name;
1636         }
1637
1638         dup_cnt = btf_dump_name_dups(d, name_map, orig_name);
1639         if (dup_cnt > 1) {
1640                 const size_t max_len = 256;
1641                 char new_name[max_len];
1642
1643                 snprintf(new_name, max_len, "%s___%zu", orig_name, dup_cnt);
1644                 *cached_name = strdup(new_name);
1645         }
1646
1647         s->name_resolved = 1;
1648         return *cached_name ? *cached_name : orig_name;
1649 }
1650
1651 static const char *btf_dump_type_name(struct btf_dump *d, __u32 id)
1652 {
1653         return btf_dump_resolve_name(d, id, d->type_names);
1654 }
1655
1656 static const char *btf_dump_ident_name(struct btf_dump *d, __u32 id)
1657 {
1658         return btf_dump_resolve_name(d, id, d->ident_names);
1659 }
1660
1661 static int btf_dump_dump_type_data(struct btf_dump *d,
1662                                    const char *fname,
1663                                    const struct btf_type *t,
1664                                    __u32 id,
1665                                    const void *data,
1666                                    __u8 bits_offset,
1667                                    __u8 bit_sz);
1668
1669 static const char *btf_dump_data_newline(struct btf_dump *d)
1670 {
1671         return d->typed_dump->compact || d->typed_dump->depth == 0 ? "" : "\n";
1672 }
1673
1674 static const char *btf_dump_data_delim(struct btf_dump *d)
1675 {
1676         return d->typed_dump->depth == 0 ? "" : ",";
1677 }
1678
1679 static void btf_dump_data_pfx(struct btf_dump *d)
1680 {
1681         int i, lvl = d->typed_dump->indent_lvl + d->typed_dump->depth;
1682
1683         if (d->typed_dump->compact)
1684                 return;
1685
1686         for (i = 0; i < lvl; i++)
1687                 btf_dump_printf(d, "%s", d->typed_dump->indent_str);
1688 }
1689
1690 /* A macro is used here as btf_type_value[s]() appends format specifiers
1691  * to the format specifier passed in; these do the work of appending
1692  * delimiters etc while the caller simply has to specify the type values
1693  * in the format specifier + value(s).
1694  */
1695 #define btf_dump_type_values(d, fmt, ...)                               \
1696         btf_dump_printf(d, fmt "%s%s",                                  \
1697                         ##__VA_ARGS__,                                  \
1698                         btf_dump_data_delim(d),                         \
1699                         btf_dump_data_newline(d))
1700
1701 static int btf_dump_unsupported_data(struct btf_dump *d,
1702                                      const struct btf_type *t,
1703                                      __u32 id)
1704 {
1705         btf_dump_printf(d, "<unsupported kind:%u>", btf_kind(t));
1706         return -ENOTSUP;
1707 }
1708
1709 static int btf_dump_get_bitfield_value(struct btf_dump *d,
1710                                        const struct btf_type *t,
1711                                        const void *data,
1712                                        __u8 bits_offset,
1713                                        __u8 bit_sz,
1714                                        __u64 *value)
1715 {
1716         __u16 left_shift_bits, right_shift_bits;
1717         const __u8 *bytes = data;
1718         __u8 nr_copy_bits;
1719         __u64 num = 0;
1720         int i;
1721
1722         /* Maximum supported bitfield size is 64 bits */
1723         if (t->size > 8) {
1724                 pr_warn("unexpected bitfield size %d\n", t->size);
1725                 return -EINVAL;
1726         }
1727
1728         /* Bitfield value retrieval is done in two steps; first relevant bytes are
1729          * stored in num, then we left/right shift num to eliminate irrelevant bits.
1730          */
1731 #if __BYTE_ORDER__ == __ORDER_LITTLE_ENDIAN__
1732         for (i = t->size - 1; i >= 0; i--)
1733                 num = num * 256 + bytes[i];
1734         nr_copy_bits = bit_sz + bits_offset;
1735 #elif __BYTE_ORDER__ == __ORDER_BIG_ENDIAN__
1736         for (i = 0; i < t->size; i++)
1737                 num = num * 256 + bytes[i];
1738         nr_copy_bits = t->size * 8 - bits_offset;
1739 #else
1740 # error "Unrecognized __BYTE_ORDER__"
1741 #endif
1742         left_shift_bits = 64 - nr_copy_bits;
1743         right_shift_bits = 64 - bit_sz;
1744
1745         *value = (num << left_shift_bits) >> right_shift_bits;
1746
1747         return 0;
1748 }
1749
1750 static int btf_dump_bitfield_check_zero(struct btf_dump *d,
1751                                         const struct btf_type *t,
1752                                         const void *data,
1753                                         __u8 bits_offset,
1754                                         __u8 bit_sz)
1755 {
1756         __u64 check_num;
1757         int err;
1758
1759         err = btf_dump_get_bitfield_value(d, t, data, bits_offset, bit_sz, &check_num);
1760         if (err)
1761                 return err;
1762         if (check_num == 0)
1763                 return -ENODATA;
1764         return 0;
1765 }
1766
1767 static int btf_dump_bitfield_data(struct btf_dump *d,
1768                                   const struct btf_type *t,
1769                                   const void *data,
1770                                   __u8 bits_offset,
1771                                   __u8 bit_sz)
1772 {
1773         __u64 print_num;
1774         int err;
1775
1776         err = btf_dump_get_bitfield_value(d, t, data, bits_offset, bit_sz, &print_num);
1777         if (err)
1778                 return err;
1779
1780         btf_dump_type_values(d, "0x%llx", (unsigned long long)print_num);
1781
1782         return 0;
1783 }
1784
1785 /* ints, floats and ptrs */
1786 static int btf_dump_base_type_check_zero(struct btf_dump *d,
1787                                          const struct btf_type *t,
1788                                          __u32 id,
1789                                          const void *data)
1790 {
1791         static __u8 bytecmp[16] = {};
1792         int nr_bytes;
1793
1794         /* For pointer types, pointer size is not defined on a per-type basis.
1795          * On dump creation however, we store the pointer size.
1796          */
1797         if (btf_kind(t) == BTF_KIND_PTR)
1798                 nr_bytes = d->ptr_sz;
1799         else
1800                 nr_bytes = t->size;
1801
1802         if (nr_bytes < 1 || nr_bytes > 16) {
1803                 pr_warn("unexpected size %d for id [%u]\n", nr_bytes, id);
1804                 return -EINVAL;
1805         }
1806
1807         if (memcmp(data, bytecmp, nr_bytes) == 0)
1808                 return -ENODATA;
1809         return 0;
1810 }
1811
1812 static bool ptr_is_aligned(const struct btf *btf, __u32 type_id,
1813                            const void *data)
1814 {
1815         int alignment = btf__align_of(btf, type_id);
1816
1817         if (alignment == 0)
1818                 return false;
1819
1820         return ((uintptr_t)data) % alignment == 0;
1821 }
1822
1823 static int btf_dump_int_data(struct btf_dump *d,
1824                              const struct btf_type *t,
1825                              __u32 type_id,
1826                              const void *data,
1827                              __u8 bits_offset)
1828 {
1829         __u8 encoding = btf_int_encoding(t);
1830         bool sign = encoding & BTF_INT_SIGNED;
1831         char buf[16] __attribute__((aligned(16)));
1832         int sz = t->size;
1833
1834         if (sz == 0 || sz > sizeof(buf)) {
1835                 pr_warn("unexpected size %d for id [%u]\n", sz, type_id);
1836                 return -EINVAL;
1837         }
1838
1839         /* handle packed int data - accesses of integers not aligned on
1840          * int boundaries can cause problems on some platforms.
1841          */
1842         if (!ptr_is_aligned(d->btf, type_id, data)) {
1843                 memcpy(buf, data, sz);
1844                 data = buf;
1845         }
1846
1847         switch (sz) {
1848         case 16: {
1849                 const __u64 *ints = data;
1850                 __u64 lsi, msi;
1851
1852                 /* avoid use of __int128 as some 32-bit platforms do not
1853                  * support it.
1854                  */
1855 #if __BYTE_ORDER__ == __ORDER_LITTLE_ENDIAN__
1856                 lsi = ints[0];
1857                 msi = ints[1];
1858 #elif __BYTE_ORDER__ == __ORDER_BIG_ENDIAN__
1859                 lsi = ints[1];
1860                 msi = ints[0];
1861 #else
1862 # error "Unrecognized __BYTE_ORDER__"
1863 #endif
1864                 if (msi == 0)
1865                         btf_dump_type_values(d, "0x%llx", (unsigned long long)lsi);
1866                 else
1867                         btf_dump_type_values(d, "0x%llx%016llx", (unsigned long long)msi,
1868                                              (unsigned long long)lsi);
1869                 break;
1870         }
1871         case 8:
1872                 if (sign)
1873                         btf_dump_type_values(d, "%lld", *(long long *)data);
1874                 else
1875                         btf_dump_type_values(d, "%llu", *(unsigned long long *)data);
1876                 break;
1877         case 4:
1878                 if (sign)
1879                         btf_dump_type_values(d, "%d", *(__s32 *)data);
1880                 else
1881                         btf_dump_type_values(d, "%u", *(__u32 *)data);
1882                 break;
1883         case 2:
1884                 if (sign)
1885                         btf_dump_type_values(d, "%d", *(__s16 *)data);
1886                 else
1887                         btf_dump_type_values(d, "%u", *(__u16 *)data);
1888                 break;
1889         case 1:
1890                 if (d->typed_dump->is_array_char) {
1891                         /* check for null terminator */
1892                         if (d->typed_dump->is_array_terminated)
1893                                 break;
1894                         if (*(char *)data == '\0') {
1895                                 d->typed_dump->is_array_terminated = true;
1896                                 break;
1897                         }
1898                         if (isprint(*(char *)data)) {
1899                                 btf_dump_type_values(d, "'%c'", *(char *)data);
1900                                 break;
1901                         }
1902                 }
1903                 if (sign)
1904                         btf_dump_type_values(d, "%d", *(__s8 *)data);
1905                 else
1906                         btf_dump_type_values(d, "%u", *(__u8 *)data);
1907                 break;
1908         default:
1909                 pr_warn("unexpected sz %d for id [%u]\n", sz, type_id);
1910                 return -EINVAL;
1911         }
1912         return 0;
1913 }
1914
1915 union float_data {
1916         long double ld;
1917         double d;
1918         float f;
1919 };
1920
1921 static int btf_dump_float_data(struct btf_dump *d,
1922                                const struct btf_type *t,
1923                                __u32 type_id,
1924                                const void *data)
1925 {
1926         const union float_data *flp = data;
1927         union float_data fl;
1928         int sz = t->size;
1929
1930         /* handle unaligned data; copy to local union */
1931         if (!ptr_is_aligned(d->btf, type_id, data)) {
1932                 memcpy(&fl, data, sz);
1933                 flp = &fl;
1934         }
1935
1936         switch (sz) {
1937         case 16:
1938                 btf_dump_type_values(d, "%Lf", flp->ld);
1939                 break;
1940         case 8:
1941                 btf_dump_type_values(d, "%lf", flp->d);
1942                 break;
1943         case 4:
1944                 btf_dump_type_values(d, "%f", flp->f);
1945                 break;
1946         default:
1947                 pr_warn("unexpected size %d for id [%u]\n", sz, type_id);
1948                 return -EINVAL;
1949         }
1950         return 0;
1951 }
1952
1953 static int btf_dump_var_data(struct btf_dump *d,
1954                              const struct btf_type *v,
1955                              __u32 id,
1956                              const void *data)
1957 {
1958         enum btf_func_linkage linkage = btf_var(v)->linkage;
1959         const struct btf_type *t;
1960         const char *l;
1961         __u32 type_id;
1962
1963         switch (linkage) {
1964         case BTF_FUNC_STATIC:
1965                 l = "static ";
1966                 break;
1967         case BTF_FUNC_EXTERN:
1968                 l = "extern ";
1969                 break;
1970         case BTF_FUNC_GLOBAL:
1971         default:
1972                 l = "";
1973                 break;
1974         }
1975
1976         /* format of output here is [linkage] [type] [varname] = (type)value,
1977          * for example "static int cpu_profile_flip = (int)1"
1978          */
1979         btf_dump_printf(d, "%s", l);
1980         type_id = v->type;
1981         t = btf__type_by_id(d->btf, type_id);
1982         btf_dump_emit_type_cast(d, type_id, false);
1983         btf_dump_printf(d, " %s = ", btf_name_of(d, v->name_off));
1984         return btf_dump_dump_type_data(d, NULL, t, type_id, data, 0, 0);
1985 }
1986
1987 static int btf_dump_array_data(struct btf_dump *d,
1988                                const struct btf_type *t,
1989                                __u32 id,
1990                                const void *data)
1991 {
1992         const struct btf_array *array = btf_array(t);
1993         const struct btf_type *elem_type;
1994         __u32 i, elem_type_id;
1995         __s64 elem_size;
1996         bool is_array_member;
1997
1998         elem_type_id = array->type;
1999         elem_type = skip_mods_and_typedefs(d->btf, elem_type_id, NULL);
2000         elem_size = btf__resolve_size(d->btf, elem_type_id);
2001         if (elem_size <= 0) {
2002                 pr_warn("unexpected elem size %zd for array type [%u]\n",
2003                         (ssize_t)elem_size, id);
2004                 return -EINVAL;
2005         }
2006
2007         if (btf_is_int(elem_type)) {
2008                 /*
2009                  * BTF_INT_CHAR encoding never seems to be set for
2010                  * char arrays, so if size is 1 and element is
2011                  * printable as a char, we'll do that.
2012                  */
2013                 if (elem_size == 1)
2014                         d->typed_dump->is_array_char = true;
2015         }
2016
2017         /* note that we increment depth before calling btf_dump_print() below;
2018          * this is intentional.  btf_dump_data_newline() will not print a
2019          * newline for depth 0 (since this leaves us with trailing newlines
2020          * at the end of typed display), so depth is incremented first.
2021          * For similar reasons, we decrement depth before showing the closing
2022          * parenthesis.
2023          */
2024         d->typed_dump->depth++;
2025         btf_dump_printf(d, "[%s", btf_dump_data_newline(d));
2026
2027         /* may be a multidimensional array, so store current "is array member"
2028          * status so we can restore it correctly later.
2029          */
2030         is_array_member = d->typed_dump->is_array_member;
2031         d->typed_dump->is_array_member = true;
2032         for (i = 0; i < array->nelems; i++, data += elem_size) {
2033                 if (d->typed_dump->is_array_terminated)
2034                         break;
2035                 btf_dump_dump_type_data(d, NULL, elem_type, elem_type_id, data, 0, 0);
2036         }
2037         d->typed_dump->is_array_member = is_array_member;
2038         d->typed_dump->depth--;
2039         btf_dump_data_pfx(d);
2040         btf_dump_type_values(d, "]");
2041
2042         return 0;
2043 }
2044
2045 static int btf_dump_struct_data(struct btf_dump *d,
2046                                 const struct btf_type *t,
2047                                 __u32 id,
2048                                 const void *data)
2049 {
2050         const struct btf_member *m = btf_members(t);
2051         __u16 n = btf_vlen(t);
2052         int i, err = 0;
2053
2054         /* note that we increment depth before calling btf_dump_print() below;
2055          * this is intentional.  btf_dump_data_newline() will not print a
2056          * newline for depth 0 (since this leaves us with trailing newlines
2057          * at the end of typed display), so depth is incremented first.
2058          * For similar reasons, we decrement depth before showing the closing
2059          * parenthesis.
2060          */
2061         d->typed_dump->depth++;
2062         btf_dump_printf(d, "{%s", btf_dump_data_newline(d));
2063
2064         for (i = 0; i < n; i++, m++) {
2065                 const struct btf_type *mtype;
2066                 const char *mname;
2067                 __u32 moffset;
2068                 __u8 bit_sz;
2069
2070                 mtype = btf__type_by_id(d->btf, m->type);
2071                 mname = btf_name_of(d, m->name_off);
2072                 moffset = btf_member_bit_offset(t, i);
2073
2074                 bit_sz = btf_member_bitfield_size(t, i);
2075                 err = btf_dump_dump_type_data(d, mname, mtype, m->type, data + moffset / 8,
2076                                               moffset % 8, bit_sz);
2077                 if (err < 0)
2078                         return err;
2079         }
2080         d->typed_dump->depth--;
2081         btf_dump_data_pfx(d);
2082         btf_dump_type_values(d, "}");
2083         return err;
2084 }
2085
2086 union ptr_data {
2087         unsigned int p;
2088         unsigned long long lp;
2089 };
2090
2091 static int btf_dump_ptr_data(struct btf_dump *d,
2092                               const struct btf_type *t,
2093                               __u32 id,
2094                               const void *data)
2095 {
2096         if (ptr_is_aligned(d->btf, id, data) && d->ptr_sz == sizeof(void *)) {
2097                 btf_dump_type_values(d, "%p", *(void **)data);
2098         } else {
2099                 union ptr_data pt;
2100
2101                 memcpy(&pt, data, d->ptr_sz);
2102                 if (d->ptr_sz == 4)
2103                         btf_dump_type_values(d, "0x%x", pt.p);
2104                 else
2105                         btf_dump_type_values(d, "0x%llx", pt.lp);
2106         }
2107         return 0;
2108 }
2109
2110 static int btf_dump_get_enum_value(struct btf_dump *d,
2111                                    const struct btf_type *t,
2112                                    const void *data,
2113                                    __u32 id,
2114                                    __s64 *value)
2115 {
2116         bool is_signed = btf_kflag(t);
2117
2118         if (!ptr_is_aligned(d->btf, id, data)) {
2119                 __u64 val;
2120                 int err;
2121
2122                 err = btf_dump_get_bitfield_value(d, t, data, 0, 0, &val);
2123                 if (err)
2124                         return err;
2125                 *value = (__s64)val;
2126                 return 0;
2127         }
2128
2129         switch (t->size) {
2130         case 8:
2131                 *value = *(__s64 *)data;
2132                 return 0;
2133         case 4:
2134                 *value = is_signed ? (__s64)*(__s32 *)data : *(__u32 *)data;
2135                 return 0;
2136         case 2:
2137                 *value = is_signed ? *(__s16 *)data : *(__u16 *)data;
2138                 return 0;
2139         case 1:
2140                 *value = is_signed ? *(__s8 *)data : *(__u8 *)data;
2141                 return 0;
2142         default:
2143                 pr_warn("unexpected size %d for enum, id:[%u]\n", t->size, id);
2144                 return -EINVAL;
2145         }
2146 }
2147
2148 static int btf_dump_enum_data(struct btf_dump *d,
2149                               const struct btf_type *t,
2150                               __u32 id,
2151                               const void *data)
2152 {
2153         bool is_signed;
2154         __s64 value;
2155         int i, err;
2156
2157         err = btf_dump_get_enum_value(d, t, data, id, &value);
2158         if (err)
2159                 return err;
2160
2161         is_signed = btf_kflag(t);
2162         if (btf_is_enum(t)) {
2163                 const struct btf_enum *e;
2164
2165                 for (i = 0, e = btf_enum(t); i < btf_vlen(t); i++, e++) {
2166                         if (value != e->val)
2167                                 continue;
2168                         btf_dump_type_values(d, "%s", btf_name_of(d, e->name_off));
2169                         return 0;
2170                 }
2171
2172                 btf_dump_type_values(d, is_signed ? "%d" : "%u", value);
2173         } else {
2174                 const struct btf_enum64 *e;
2175
2176                 for (i = 0, e = btf_enum64(t); i < btf_vlen(t); i++, e++) {
2177                         if (value != btf_enum64_value(e))
2178                                 continue;
2179                         btf_dump_type_values(d, "%s", btf_name_of(d, e->name_off));
2180                         return 0;
2181                 }
2182
2183                 btf_dump_type_values(d, is_signed ? "%lldLL" : "%lluULL",
2184                                      (unsigned long long)value);
2185         }
2186         return 0;
2187 }
2188
2189 static int btf_dump_datasec_data(struct btf_dump *d,
2190                                  const struct btf_type *t,
2191                                  __u32 id,
2192                                  const void *data)
2193 {
2194         const struct btf_var_secinfo *vsi;
2195         const struct btf_type *var;
2196         __u32 i;
2197         int err;
2198
2199         btf_dump_type_values(d, "SEC(\"%s\") ", btf_name_of(d, t->name_off));
2200
2201         for (i = 0, vsi = btf_var_secinfos(t); i < btf_vlen(t); i++, vsi++) {
2202                 var = btf__type_by_id(d->btf, vsi->type);
2203                 err = btf_dump_dump_type_data(d, NULL, var, vsi->type, data + vsi->offset, 0, 0);
2204                 if (err < 0)
2205                         return err;
2206                 btf_dump_printf(d, ";");
2207         }
2208         return 0;
2209 }
2210
2211 /* return size of type, or if base type overflows, return -E2BIG. */
2212 static int btf_dump_type_data_check_overflow(struct btf_dump *d,
2213                                              const struct btf_type *t,
2214                                              __u32 id,
2215                                              const void *data,
2216                                              __u8 bits_offset)
2217 {
2218         __s64 size = btf__resolve_size(d->btf, id);
2219
2220         if (size < 0 || size >= INT_MAX) {
2221                 pr_warn("unexpected size [%zu] for id [%u]\n",
2222                         (size_t)size, id);
2223                 return -EINVAL;
2224         }
2225
2226         /* Only do overflow checking for base types; we do not want to
2227          * avoid showing part of a struct, union or array, even if we
2228          * do not have enough data to show the full object.  By
2229          * restricting overflow checking to base types we can ensure
2230          * that partial display succeeds, while avoiding overflowing
2231          * and using bogus data for display.
2232          */
2233         t = skip_mods_and_typedefs(d->btf, id, NULL);
2234         if (!t) {
2235                 pr_warn("unexpected error skipping mods/typedefs for id [%u]\n",
2236                         id);
2237                 return -EINVAL;
2238         }
2239
2240         switch (btf_kind(t)) {
2241         case BTF_KIND_INT:
2242         case BTF_KIND_FLOAT:
2243         case BTF_KIND_PTR:
2244         case BTF_KIND_ENUM:
2245         case BTF_KIND_ENUM64:
2246                 if (data + bits_offset / 8 + size > d->typed_dump->data_end)
2247                         return -E2BIG;
2248                 break;
2249         default:
2250                 break;
2251         }
2252         return (int)size;
2253 }
2254
2255 static int btf_dump_type_data_check_zero(struct btf_dump *d,
2256                                          const struct btf_type *t,
2257                                          __u32 id,
2258                                          const void *data,
2259                                          __u8 bits_offset,
2260                                          __u8 bit_sz)
2261 {
2262         __s64 value;
2263         int i, err;
2264
2265         /* toplevel exceptions; we show zero values if
2266          * - we ask for them (emit_zeros)
2267          * - if we are at top-level so we see "struct empty { }"
2268          * - or if we are an array member and the array is non-empty and
2269          *   not a char array; we don't want to be in a situation where we
2270          *   have an integer array 0, 1, 0, 1 and only show non-zero values.
2271          *   If the array contains zeroes only, or is a char array starting
2272          *   with a '\0', the array-level check_zero() will prevent showing it;
2273          *   we are concerned with determining zero value at the array member
2274          *   level here.
2275          */
2276         if (d->typed_dump->emit_zeroes || d->typed_dump->depth == 0 ||
2277             (d->typed_dump->is_array_member &&
2278              !d->typed_dump->is_array_char))
2279                 return 0;
2280
2281         t = skip_mods_and_typedefs(d->btf, id, NULL);
2282
2283         switch (btf_kind(t)) {
2284         case BTF_KIND_INT:
2285                 if (bit_sz)
2286                         return btf_dump_bitfield_check_zero(d, t, data, bits_offset, bit_sz);
2287                 return btf_dump_base_type_check_zero(d, t, id, data);
2288         case BTF_KIND_FLOAT:
2289         case BTF_KIND_PTR:
2290                 return btf_dump_base_type_check_zero(d, t, id, data);
2291         case BTF_KIND_ARRAY: {
2292                 const struct btf_array *array = btf_array(t);
2293                 const struct btf_type *elem_type;
2294                 __u32 elem_type_id, elem_size;
2295                 bool ischar;
2296
2297                 elem_type_id = array->type;
2298                 elem_size = btf__resolve_size(d->btf, elem_type_id);
2299                 elem_type = skip_mods_and_typedefs(d->btf, elem_type_id, NULL);
2300
2301                 ischar = btf_is_int(elem_type) && elem_size == 1;
2302
2303                 /* check all elements; if _any_ element is nonzero, all
2304                  * of array is displayed.  We make an exception however
2305                  * for char arrays where the first element is 0; these
2306                  * are considered zeroed also, even if later elements are
2307                  * non-zero because the string is terminated.
2308                  */
2309                 for (i = 0; i < array->nelems; i++) {
2310                         if (i == 0 && ischar && *(char *)data == 0)
2311                                 return -ENODATA;
2312                         err = btf_dump_type_data_check_zero(d, elem_type,
2313                                                             elem_type_id,
2314                                                             data +
2315                                                             (i * elem_size),
2316                                                             bits_offset, 0);
2317                         if (err != -ENODATA)
2318                                 return err;
2319                 }
2320                 return -ENODATA;
2321         }
2322         case BTF_KIND_STRUCT:
2323         case BTF_KIND_UNION: {
2324                 const struct btf_member *m = btf_members(t);
2325                 __u16 n = btf_vlen(t);
2326
2327                 /* if any struct/union member is non-zero, the struct/union
2328                  * is considered non-zero and dumped.
2329                  */
2330                 for (i = 0; i < n; i++, m++) {
2331                         const struct btf_type *mtype;
2332                         __u32 moffset;
2333
2334                         mtype = btf__type_by_id(d->btf, m->type);
2335                         moffset = btf_member_bit_offset(t, i);
2336
2337                         /* btf_int_bits() does not store member bitfield size;
2338                          * bitfield size needs to be stored here so int display
2339                          * of member can retrieve it.
2340                          */
2341                         bit_sz = btf_member_bitfield_size(t, i);
2342                         err = btf_dump_type_data_check_zero(d, mtype, m->type, data + moffset / 8,
2343                                                             moffset % 8, bit_sz);
2344                         if (err != ENODATA)
2345                                 return err;
2346                 }
2347                 return -ENODATA;
2348         }
2349         case BTF_KIND_ENUM:
2350         case BTF_KIND_ENUM64:
2351                 err = btf_dump_get_enum_value(d, t, data, id, &value);
2352                 if (err)
2353                         return err;
2354                 if (value == 0)
2355                         return -ENODATA;
2356                 return 0;
2357         default:
2358                 return 0;
2359         }
2360 }
2361
2362 /* returns size of data dumped, or error. */
2363 static int btf_dump_dump_type_data(struct btf_dump *d,
2364                                    const char *fname,
2365                                    const struct btf_type *t,
2366                                    __u32 id,
2367                                    const void *data,
2368                                    __u8 bits_offset,
2369                                    __u8 bit_sz)
2370 {
2371         int size, err = 0;
2372
2373         size = btf_dump_type_data_check_overflow(d, t, id, data, bits_offset);
2374         if (size < 0)
2375                 return size;
2376         err = btf_dump_type_data_check_zero(d, t, id, data, bits_offset, bit_sz);
2377         if (err) {
2378                 /* zeroed data is expected and not an error, so simply skip
2379                  * dumping such data.  Record other errors however.
2380                  */
2381                 if (err == -ENODATA)
2382                         return size;
2383                 return err;
2384         }
2385         btf_dump_data_pfx(d);
2386
2387         if (!d->typed_dump->skip_names) {
2388                 if (fname && strlen(fname) > 0)
2389                         btf_dump_printf(d, ".%s = ", fname);
2390                 btf_dump_emit_type_cast(d, id, true);
2391         }
2392
2393         t = skip_mods_and_typedefs(d->btf, id, NULL);
2394
2395         switch (btf_kind(t)) {
2396         case BTF_KIND_UNKN:
2397         case BTF_KIND_FWD:
2398         case BTF_KIND_FUNC:
2399         case BTF_KIND_FUNC_PROTO:
2400         case BTF_KIND_DECL_TAG:
2401                 err = btf_dump_unsupported_data(d, t, id);
2402                 break;
2403         case BTF_KIND_INT:
2404                 if (bit_sz)
2405                         err = btf_dump_bitfield_data(d, t, data, bits_offset, bit_sz);
2406                 else
2407                         err = btf_dump_int_data(d, t, id, data, bits_offset);
2408                 break;
2409         case BTF_KIND_FLOAT:
2410                 err = btf_dump_float_data(d, t, id, data);
2411                 break;
2412         case BTF_KIND_PTR:
2413                 err = btf_dump_ptr_data(d, t, id, data);
2414                 break;
2415         case BTF_KIND_ARRAY:
2416                 err = btf_dump_array_data(d, t, id, data);
2417                 break;
2418         case BTF_KIND_STRUCT:
2419         case BTF_KIND_UNION:
2420                 err = btf_dump_struct_data(d, t, id, data);
2421                 break;
2422         case BTF_KIND_ENUM:
2423         case BTF_KIND_ENUM64:
2424                 /* handle bitfield and int enum values */
2425                 if (bit_sz) {
2426                         __u64 print_num;
2427                         __s64 enum_val;
2428
2429                         err = btf_dump_get_bitfield_value(d, t, data, bits_offset, bit_sz,
2430                                                           &print_num);
2431                         if (err)
2432                                 break;
2433                         enum_val = (__s64)print_num;
2434                         err = btf_dump_enum_data(d, t, id, &enum_val);
2435                 } else
2436                         err = btf_dump_enum_data(d, t, id, data);
2437                 break;
2438         case BTF_KIND_VAR:
2439                 err = btf_dump_var_data(d, t, id, data);
2440                 break;
2441         case BTF_KIND_DATASEC:
2442                 err = btf_dump_datasec_data(d, t, id, data);
2443                 break;
2444         default:
2445                 pr_warn("unexpected kind [%u] for id [%u]\n",
2446                         BTF_INFO_KIND(t->info), id);
2447                 return -EINVAL;
2448         }
2449         if (err < 0)
2450                 return err;
2451         return size;
2452 }
2453
2454 int btf_dump__dump_type_data(struct btf_dump *d, __u32 id,
2455                              const void *data, size_t data_sz,
2456                              const struct btf_dump_type_data_opts *opts)
2457 {
2458         struct btf_dump_data typed_dump = {};
2459         const struct btf_type *t;
2460         int ret;
2461
2462         if (!OPTS_VALID(opts, btf_dump_type_data_opts))
2463                 return libbpf_err(-EINVAL);
2464
2465         t = btf__type_by_id(d->btf, id);
2466         if (!t)
2467                 return libbpf_err(-ENOENT);
2468
2469         d->typed_dump = &typed_dump;
2470         d->typed_dump->data_end = data + data_sz;
2471         d->typed_dump->indent_lvl = OPTS_GET(opts, indent_level, 0);
2472
2473         /* default indent string is a tab */
2474         if (!OPTS_GET(opts, indent_str, NULL))
2475                 d->typed_dump->indent_str[0] = '\t';
2476         else
2477                 libbpf_strlcpy(d->typed_dump->indent_str, opts->indent_str,
2478                                sizeof(d->typed_dump->indent_str));
2479
2480         d->typed_dump->compact = OPTS_GET(opts, compact, false);
2481         d->typed_dump->skip_names = OPTS_GET(opts, skip_names, false);
2482         d->typed_dump->emit_zeroes = OPTS_GET(opts, emit_zeroes, false);
2483
2484         ret = btf_dump_dump_type_data(d, NULL, t, id, data, 0, 0);
2485
2486         d->typed_dump = NULL;
2487
2488         return libbpf_err(ret);
2489 }