80a15a6802094d6f8cbee7d7db461de82c98bd8e
[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         if (packed)
1022                 btf_dump_printf(d, " __attribute__((packed))");
1023 }
1024
1025 static const char *missing_base_types[][2] = {
1026         /*
1027          * GCC emits typedefs to its internal __PolyX_t types when compiling Arm
1028          * SIMD intrinsics. Alias them to standard base types.
1029          */
1030         { "__Poly8_t",          "unsigned char" },
1031         { "__Poly16_t",         "unsigned short" },
1032         { "__Poly64_t",         "unsigned long long" },
1033         { "__Poly128_t",        "unsigned __int128" },
1034 };
1035
1036 static void btf_dump_emit_missing_aliases(struct btf_dump *d, __u32 id,
1037                                           const struct btf_type *t)
1038 {
1039         const char *name = btf_dump_type_name(d, id);
1040         int i;
1041
1042         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(missing_base_types); i++) {
1043                 if (strcmp(name, missing_base_types[i][0]) == 0) {
1044                         btf_dump_printf(d, "typedef %s %s;\n\n",
1045                                         missing_base_types[i][1], name);
1046                         break;
1047                 }
1048         }
1049 }
1050
1051 static void btf_dump_emit_enum_fwd(struct btf_dump *d, __u32 id,
1052                                    const struct btf_type *t)
1053 {
1054         btf_dump_printf(d, "enum %s", btf_dump_type_name(d, id));
1055 }
1056
1057 static void btf_dump_emit_enum32_val(struct btf_dump *d,
1058                                      const struct btf_type *t,
1059                                      int lvl, __u16 vlen)
1060 {
1061         const struct btf_enum *v = btf_enum(t);
1062         bool is_signed = btf_kflag(t);
1063         const char *fmt_str;
1064         const char *name;
1065         size_t dup_cnt;
1066         int i;
1067
1068         for (i = 0; i < vlen; i++, v++) {
1069                 name = btf_name_of(d, v->name_off);
1070                 /* enumerators share namespace with typedef idents */
1071                 dup_cnt = btf_dump_name_dups(d, d->ident_names, name);
1072                 if (dup_cnt > 1) {
1073                         fmt_str = is_signed ? "\n%s%s___%zd = %d," : "\n%s%s___%zd = %u,";
1074                         btf_dump_printf(d, fmt_str, pfx(lvl + 1), name, dup_cnt, v->val);
1075                 } else {
1076                         fmt_str = is_signed ? "\n%s%s = %d," : "\n%s%s = %u,";
1077                         btf_dump_printf(d, fmt_str, pfx(lvl + 1), name, v->val);
1078                 }
1079         }
1080 }
1081
1082 static void btf_dump_emit_enum64_val(struct btf_dump *d,
1083                                      const struct btf_type *t,
1084                                      int lvl, __u16 vlen)
1085 {
1086         const struct btf_enum64 *v = btf_enum64(t);
1087         bool is_signed = btf_kflag(t);
1088         const char *fmt_str;
1089         const char *name;
1090         size_t dup_cnt;
1091         __u64 val;
1092         int i;
1093
1094         for (i = 0; i < vlen; i++, v++) {
1095                 name = btf_name_of(d, v->name_off);
1096                 dup_cnt = btf_dump_name_dups(d, d->ident_names, name);
1097                 val = btf_enum64_value(v);
1098                 if (dup_cnt > 1) {
1099                         fmt_str = is_signed ? "\n%s%s___%zd = %lldLL,"
1100                                             : "\n%s%s___%zd = %lluULL,";
1101                         btf_dump_printf(d, fmt_str,
1102                                         pfx(lvl + 1), name, dup_cnt,
1103                                         (unsigned long long)val);
1104                 } else {
1105                         fmt_str = is_signed ? "\n%s%s = %lldLL,"
1106                                             : "\n%s%s = %lluULL,";
1107                         btf_dump_printf(d, fmt_str,
1108                                         pfx(lvl + 1), name,
1109                                         (unsigned long long)val);
1110                 }
1111         }
1112 }
1113 static void btf_dump_emit_enum_def(struct btf_dump *d, __u32 id,
1114                                    const struct btf_type *t,
1115                                    int lvl)
1116 {
1117         __u16 vlen = btf_vlen(t);
1118
1119         btf_dump_printf(d, "enum%s%s",
1120                         t->name_off ? " " : "",
1121                         btf_dump_type_name(d, id));
1122
1123         if (!vlen)
1124                 return;
1125
1126         btf_dump_printf(d, " {");
1127         if (btf_is_enum(t))
1128                 btf_dump_emit_enum32_val(d, t, lvl, vlen);
1129         else
1130                 btf_dump_emit_enum64_val(d, t, lvl, vlen);
1131         btf_dump_printf(d, "\n%s}", pfx(lvl));
1132 }
1133
1134 static void btf_dump_emit_fwd_def(struct btf_dump *d, __u32 id,
1135                                   const struct btf_type *t)
1136 {
1137         const char *name = btf_dump_type_name(d, id);
1138
1139         if (btf_kflag(t))
1140                 btf_dump_printf(d, "union %s", name);
1141         else
1142                 btf_dump_printf(d, "struct %s", name);
1143 }
1144
1145 static void btf_dump_emit_typedef_def(struct btf_dump *d, __u32 id,
1146                                      const struct btf_type *t, int lvl)
1147 {
1148         const char *name = btf_dump_ident_name(d, id);
1149
1150         /*
1151          * Old GCC versions are emitting invalid typedef for __gnuc_va_list
1152          * pointing to VOID. This generates warnings from btf_dump() and
1153          * results in uncompilable header file, so we are fixing it up here
1154          * with valid typedef into __builtin_va_list.
1155          */
1156         if (t->type == 0 && strcmp(name, "__gnuc_va_list") == 0) {
1157                 btf_dump_printf(d, "typedef __builtin_va_list __gnuc_va_list");
1158                 return;
1159         }
1160
1161         btf_dump_printf(d, "typedef ");
1162         btf_dump_emit_type_decl(d, t->type, name, lvl);
1163 }
1164
1165 static int btf_dump_push_decl_stack_id(struct btf_dump *d, __u32 id)
1166 {
1167         __u32 *new_stack;
1168         size_t new_cap;
1169
1170         if (d->decl_stack_cnt >= d->decl_stack_cap) {
1171                 new_cap = max(16, d->decl_stack_cap * 3 / 2);
1172                 new_stack = libbpf_reallocarray(d->decl_stack, new_cap, sizeof(new_stack[0]));
1173                 if (!new_stack)
1174                         return -ENOMEM;
1175                 d->decl_stack = new_stack;
1176                 d->decl_stack_cap = new_cap;
1177         }
1178
1179         d->decl_stack[d->decl_stack_cnt++] = id;
1180
1181         return 0;
1182 }
1183
1184 /*
1185  * Emit type declaration (e.g., field type declaration in a struct or argument
1186  * declaration in function prototype) in correct C syntax.
1187  *
1188  * For most types it's trivial, but there are few quirky type declaration
1189  * cases worth mentioning:
1190  *   - function prototypes (especially nesting of function prototypes);
1191  *   - arrays;
1192  *   - const/volatile/restrict for pointers vs other types.
1193  *
1194  * For a good discussion of *PARSING* C syntax (as a human), see
1195  * Peter van der Linden's "Expert C Programming: Deep C Secrets",
1196  * Ch.3 "Unscrambling Declarations in C".
1197  *
1198  * It won't help with BTF to C conversion much, though, as it's an opposite
1199  * problem. So we came up with this algorithm in reverse to van der Linden's
1200  * parsing algorithm. It goes from structured BTF representation of type
1201  * declaration to a valid compilable C syntax.
1202  *
1203  * For instance, consider this C typedef:
1204  *      typedef const int * const * arr[10] arr_t;
1205  * It will be represented in BTF with this chain of BTF types:
1206  *      [typedef] -> [array] -> [ptr] -> [const] -> [ptr] -> [const] -> [int]
1207  *
1208  * Notice how [const] modifier always goes before type it modifies in BTF type
1209  * graph, but in C syntax, const/volatile/restrict modifiers are written to
1210  * the right of pointers, but to the left of other types. There are also other
1211  * quirks, like function pointers, arrays of them, functions returning other
1212  * functions, etc.
1213  *
1214  * We handle that by pushing all the types to a stack, until we hit "terminal"
1215  * type (int/enum/struct/union/fwd). Then depending on the kind of a type on
1216  * top of a stack, modifiers are handled differently. Array/function pointers
1217  * have also wildly different syntax and how nesting of them are done. See
1218  * code for authoritative definition.
1219  *
1220  * To avoid allocating new stack for each independent chain of BTF types, we
1221  * share one bigger stack, with each chain working only on its own local view
1222  * of a stack frame. Some care is required to "pop" stack frames after
1223  * processing type declaration chain.
1224  */
1225 int btf_dump__emit_type_decl(struct btf_dump *d, __u32 id,
1226                              const struct btf_dump_emit_type_decl_opts *opts)
1227 {
1228         const char *fname;
1229         int lvl, err;
1230
1231         if (!OPTS_VALID(opts, btf_dump_emit_type_decl_opts))
1232                 return libbpf_err(-EINVAL);
1233
1234         err = btf_dump_resize(d);
1235         if (err)
1236                 return libbpf_err(err);
1237
1238         fname = OPTS_GET(opts, field_name, "");
1239         lvl = OPTS_GET(opts, indent_level, 0);
1240         d->strip_mods = OPTS_GET(opts, strip_mods, false);
1241         btf_dump_emit_type_decl(d, id, fname, lvl);
1242         d->strip_mods = false;
1243         return 0;
1244 }
1245
1246 static void btf_dump_emit_type_decl(struct btf_dump *d, __u32 id,
1247                                     const char *fname, int lvl)
1248 {
1249         struct id_stack decl_stack;
1250         const struct btf_type *t;
1251         int err, stack_start;
1252
1253         stack_start = d->decl_stack_cnt;
1254         for (;;) {
1255                 t = btf__type_by_id(d->btf, id);
1256                 if (d->strip_mods && btf_is_mod(t))
1257                         goto skip_mod;
1258
1259                 err = btf_dump_push_decl_stack_id(d, id);
1260                 if (err < 0) {
1261                         /*
1262                          * if we don't have enough memory for entire type decl
1263                          * chain, restore stack, emit warning, and try to
1264                          * proceed nevertheless
1265                          */
1266                         pr_warn("not enough memory for decl stack:%d", err);
1267                         d->decl_stack_cnt = stack_start;
1268                         return;
1269                 }
1270 skip_mod:
1271                 /* VOID */
1272                 if (id == 0)
1273                         break;
1274
1275                 switch (btf_kind(t)) {
1276                 case BTF_KIND_PTR:
1277                 case BTF_KIND_VOLATILE:
1278                 case BTF_KIND_CONST:
1279                 case BTF_KIND_RESTRICT:
1280                 case BTF_KIND_FUNC_PROTO:
1281                 case BTF_KIND_TYPE_TAG:
1282                         id = t->type;
1283                         break;
1284                 case BTF_KIND_ARRAY:
1285                         id = btf_array(t)->type;
1286                         break;
1287                 case BTF_KIND_INT:
1288                 case BTF_KIND_ENUM:
1289                 case BTF_KIND_ENUM64:
1290                 case BTF_KIND_FWD:
1291                 case BTF_KIND_STRUCT:
1292                 case BTF_KIND_UNION:
1293                 case BTF_KIND_TYPEDEF:
1294                 case BTF_KIND_FLOAT:
1295                         goto done;
1296                 default:
1297                         pr_warn("unexpected type in decl chain, kind:%u, id:[%u]\n",
1298                                 btf_kind(t), id);
1299                         goto done;
1300                 }
1301         }
1302 done:
1303         /*
1304          * We might be inside a chain of declarations (e.g., array of function
1305          * pointers returning anonymous (so inlined) structs, having another
1306          * array field). Each of those needs its own "stack frame" to handle
1307          * emitting of declarations. Those stack frames are non-overlapping
1308          * portions of shared btf_dump->decl_stack. To make it a bit nicer to
1309          * handle this set of nested stacks, we create a view corresponding to
1310          * our own "stack frame" and work with it as an independent stack.
1311          * We'll need to clean up after emit_type_chain() returns, though.
1312          */
1313         decl_stack.ids = d->decl_stack + stack_start;
1314         decl_stack.cnt = d->decl_stack_cnt - stack_start;
1315         btf_dump_emit_type_chain(d, &decl_stack, fname, lvl);
1316         /*
1317          * emit_type_chain() guarantees that it will pop its entire decl_stack
1318          * frame before returning. But it works with a read-only view into
1319          * decl_stack, so it doesn't actually pop anything from the
1320          * perspective of shared btf_dump->decl_stack, per se. We need to
1321          * reset decl_stack state to how it was before us to avoid it growing
1322          * all the time.
1323          */
1324         d->decl_stack_cnt = stack_start;
1325 }
1326
1327 static void btf_dump_emit_mods(struct btf_dump *d, struct id_stack *decl_stack)
1328 {
1329         const struct btf_type *t;
1330         __u32 id;
1331
1332         while (decl_stack->cnt) {
1333                 id = decl_stack->ids[decl_stack->cnt - 1];
1334                 t = btf__type_by_id(d->btf, id);
1335
1336                 switch (btf_kind(t)) {
1337                 case BTF_KIND_VOLATILE:
1338                         btf_dump_printf(d, "volatile ");
1339                         break;
1340                 case BTF_KIND_CONST:
1341                         btf_dump_printf(d, "const ");
1342                         break;
1343                 case BTF_KIND_RESTRICT:
1344                         btf_dump_printf(d, "restrict ");
1345                         break;
1346                 default:
1347                         return;
1348                 }
1349                 decl_stack->cnt--;
1350         }
1351 }
1352
1353 static void btf_dump_drop_mods(struct btf_dump *d, struct id_stack *decl_stack)
1354 {
1355         const struct btf_type *t;
1356         __u32 id;
1357
1358         while (decl_stack->cnt) {
1359                 id = decl_stack->ids[decl_stack->cnt - 1];
1360                 t = btf__type_by_id(d->btf, id);
1361                 if (!btf_is_mod(t))
1362                         return;
1363                 decl_stack->cnt--;
1364         }
1365 }
1366
1367 static void btf_dump_emit_name(const struct btf_dump *d,
1368                                const char *name, bool last_was_ptr)
1369 {
1370         bool separate = name[0] && !last_was_ptr;
1371
1372         btf_dump_printf(d, "%s%s", separate ? " " : "", name);
1373 }
1374
1375 static void btf_dump_emit_type_chain(struct btf_dump *d,
1376                                      struct id_stack *decls,
1377                                      const char *fname, int lvl)
1378 {
1379         /*
1380          * last_was_ptr is used to determine if we need to separate pointer
1381          * asterisk (*) from previous part of type signature with space, so
1382          * that we get `int ***`, instead of `int * * *`. We default to true
1383          * for cases where we have single pointer in a chain. E.g., in ptr ->
1384          * func_proto case. func_proto will start a new emit_type_chain call
1385          * with just ptr, which should be emitted as (*) or (*<fname>), so we
1386          * don't want to prepend space for that last pointer.
1387          */
1388         bool last_was_ptr = true;
1389         const struct btf_type *t;
1390         const char *name;
1391         __u16 kind;
1392         __u32 id;
1393
1394         while (decls->cnt) {
1395                 id = decls->ids[--decls->cnt];
1396                 if (id == 0) {
1397                         /* VOID is a special snowflake */
1398                         btf_dump_emit_mods(d, decls);
1399                         btf_dump_printf(d, "void");
1400                         last_was_ptr = false;
1401                         continue;
1402                 }
1403
1404                 t = btf__type_by_id(d->btf, id);
1405                 kind = btf_kind(t);
1406
1407                 switch (kind) {
1408                 case BTF_KIND_INT:
1409                 case BTF_KIND_FLOAT:
1410                         btf_dump_emit_mods(d, decls);
1411                         name = btf_name_of(d, t->name_off);
1412                         btf_dump_printf(d, "%s", name);
1413                         break;
1414                 case BTF_KIND_STRUCT:
1415                 case BTF_KIND_UNION:
1416                         btf_dump_emit_mods(d, decls);
1417                         /* inline anonymous struct/union */
1418                         if (t->name_off == 0 && !d->skip_anon_defs)
1419                                 btf_dump_emit_struct_def(d, id, t, lvl);
1420                         else
1421                                 btf_dump_emit_struct_fwd(d, id, t);
1422                         break;
1423                 case BTF_KIND_ENUM:
1424                 case BTF_KIND_ENUM64:
1425                         btf_dump_emit_mods(d, decls);
1426                         /* inline anonymous enum */
1427                         if (t->name_off == 0 && !d->skip_anon_defs)
1428                                 btf_dump_emit_enum_def(d, id, t, lvl);
1429                         else
1430                                 btf_dump_emit_enum_fwd(d, id, t);
1431                         break;
1432                 case BTF_KIND_FWD:
1433                         btf_dump_emit_mods(d, decls);
1434                         btf_dump_emit_fwd_def(d, id, t);
1435                         break;
1436                 case BTF_KIND_TYPEDEF:
1437                         btf_dump_emit_mods(d, decls);
1438                         btf_dump_printf(d, "%s", btf_dump_ident_name(d, id));
1439                         break;
1440                 case BTF_KIND_PTR:
1441                         btf_dump_printf(d, "%s", last_was_ptr ? "*" : " *");
1442                         break;
1443                 case BTF_KIND_VOLATILE:
1444                         btf_dump_printf(d, " volatile");
1445                         break;
1446                 case BTF_KIND_CONST:
1447                         btf_dump_printf(d, " const");
1448                         break;
1449                 case BTF_KIND_RESTRICT:
1450                         btf_dump_printf(d, " restrict");
1451                         break;
1452                 case BTF_KIND_TYPE_TAG:
1453                         btf_dump_emit_mods(d, decls);
1454                         name = btf_name_of(d, t->name_off);
1455                         btf_dump_printf(d, " __attribute__((btf_type_tag(\"%s\")))", name);
1456                         break;
1457                 case BTF_KIND_ARRAY: {
1458                         const struct btf_array *a = btf_array(t);
1459                         const struct btf_type *next_t;
1460                         __u32 next_id;
1461                         bool multidim;
1462                         /*
1463                          * GCC has a bug
1464                          * (https://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=8354)
1465                          * which causes it to emit extra const/volatile
1466                          * modifiers for an array, if array's element type has
1467                          * const/volatile modifiers. Clang doesn't do that.
1468                          * In general, it doesn't seem very meaningful to have
1469                          * a const/volatile modifier for array, so we are
1470                          * going to silently skip them here.
1471                          */
1472                         btf_dump_drop_mods(d, decls);
1473
1474                         if (decls->cnt == 0) {
1475                                 btf_dump_emit_name(d, fname, last_was_ptr);
1476                                 btf_dump_printf(d, "[%u]", a->nelems);
1477                                 return;
1478                         }
1479
1480                         next_id = decls->ids[decls->cnt - 1];
1481                         next_t = btf__type_by_id(d->btf, next_id);
1482                         multidim = btf_is_array(next_t);
1483                         /* we need space if we have named non-pointer */
1484                         if (fname[0] && !last_was_ptr)
1485                                 btf_dump_printf(d, " ");
1486                         /* no parentheses for multi-dimensional array */
1487                         if (!multidim)
1488                                 btf_dump_printf(d, "(");
1489                         btf_dump_emit_type_chain(d, decls, fname, lvl);
1490                         if (!multidim)
1491                                 btf_dump_printf(d, ")");
1492                         btf_dump_printf(d, "[%u]", a->nelems);
1493                         return;
1494                 }
1495                 case BTF_KIND_FUNC_PROTO: {
1496                         const struct btf_param *p = btf_params(t);
1497                         __u16 vlen = btf_vlen(t);
1498                         int i;
1499
1500                         /*
1501                          * GCC emits extra volatile qualifier for
1502                          * __attribute__((noreturn)) function pointers. Clang
1503                          * doesn't do it. It's a GCC quirk for backwards
1504                          * compatibility with code written for GCC <2.5. So,
1505                          * similarly to extra qualifiers for array, just drop
1506                          * them, instead of handling them.
1507                          */
1508                         btf_dump_drop_mods(d, decls);
1509                         if (decls->cnt) {
1510                                 btf_dump_printf(d, " (");
1511                                 btf_dump_emit_type_chain(d, decls, fname, lvl);
1512                                 btf_dump_printf(d, ")");
1513                         } else {
1514                                 btf_dump_emit_name(d, fname, last_was_ptr);
1515                         }
1516                         btf_dump_printf(d, "(");
1517                         /*
1518                          * Clang for BPF target generates func_proto with no
1519                          * args as a func_proto with a single void arg (e.g.,
1520                          * `int (*f)(void)` vs just `int (*f)()`). We are
1521                          * going to pretend there are no args for such case.
1522                          */
1523                         if (vlen == 1 && p->type == 0) {
1524                                 btf_dump_printf(d, ")");
1525                                 return;
1526                         }
1527
1528                         for (i = 0; i < vlen; i++, p++) {
1529                                 if (i > 0)
1530                                         btf_dump_printf(d, ", ");
1531
1532                                 /* last arg of type void is vararg */
1533                                 if (i == vlen - 1 && p->type == 0) {
1534                                         btf_dump_printf(d, "...");
1535                                         break;
1536                                 }
1537
1538                                 name = btf_name_of(d, p->name_off);
1539                                 btf_dump_emit_type_decl(d, p->type, name, lvl);
1540                         }
1541
1542                         btf_dump_printf(d, ")");
1543                         return;
1544                 }
1545                 default:
1546                         pr_warn("unexpected type in decl chain, kind:%u, id:[%u]\n",
1547                                 kind, id);
1548                         return;
1549                 }
1550
1551                 last_was_ptr = kind == BTF_KIND_PTR;
1552         }
1553
1554         btf_dump_emit_name(d, fname, last_was_ptr);
1555 }
1556
1557 /* show type name as (type_name) */
1558 static void btf_dump_emit_type_cast(struct btf_dump *d, __u32 id,
1559                                     bool top_level)
1560 {
1561         const struct btf_type *t;
1562
1563         /* for array members, we don't bother emitting type name for each
1564          * member to avoid the redundancy of
1565          * .name = (char[4])[(char)'f',(char)'o',(char)'o',]
1566          */
1567         if (d->typed_dump->is_array_member)
1568                 return;
1569
1570         /* avoid type name specification for variable/section; it will be done
1571          * for the associated variable value(s).
1572          */
1573         t = btf__type_by_id(d->btf, id);
1574         if (btf_is_var(t) || btf_is_datasec(t))
1575                 return;
1576
1577         if (top_level)
1578                 btf_dump_printf(d, "(");
1579
1580         d->skip_anon_defs = true;
1581         d->strip_mods = true;
1582         btf_dump_emit_type_decl(d, id, "", 0);
1583         d->strip_mods = false;
1584         d->skip_anon_defs = false;
1585
1586         if (top_level)
1587                 btf_dump_printf(d, ")");
1588 }
1589
1590 /* return number of duplicates (occurrences) of a given name */
1591 static size_t btf_dump_name_dups(struct btf_dump *d, struct hashmap *name_map,
1592                                  const char *orig_name)
1593 {
1594         char *old_name, *new_name;
1595         size_t dup_cnt = 0;
1596         int err;
1597
1598         new_name = strdup(orig_name);
1599         if (!new_name)
1600                 return 1;
1601
1602         hashmap__find(name_map, orig_name, (void **)&dup_cnt);
1603         dup_cnt++;
1604
1605         err = hashmap__set(name_map, new_name, (void *)dup_cnt,
1606                            (const void **)&old_name, NULL);
1607         if (err)
1608                 free(new_name);
1609
1610         free(old_name);
1611
1612         return dup_cnt;
1613 }
1614
1615 static const char *btf_dump_resolve_name(struct btf_dump *d, __u32 id,
1616                                          struct hashmap *name_map)
1617 {
1618         struct btf_dump_type_aux_state *s = &d->type_states[id];
1619         const struct btf_type *t = btf__type_by_id(d->btf, id);
1620         const char *orig_name = btf_name_of(d, t->name_off);
1621         const char **cached_name = &d->cached_names[id];
1622         size_t dup_cnt;
1623
1624         if (t->name_off == 0)
1625                 return "";
1626
1627         if (s->name_resolved)
1628                 return *cached_name ? *cached_name : orig_name;
1629
1630         if (btf_is_fwd(t) || (btf_is_enum(t) && btf_vlen(t) == 0)) {
1631                 s->name_resolved = 1;
1632                 return orig_name;
1633         }
1634
1635         dup_cnt = btf_dump_name_dups(d, name_map, orig_name);
1636         if (dup_cnt > 1) {
1637                 const size_t max_len = 256;
1638                 char new_name[max_len];
1639
1640                 snprintf(new_name, max_len, "%s___%zu", orig_name, dup_cnt);
1641                 *cached_name = strdup(new_name);
1642         }
1643
1644         s->name_resolved = 1;
1645         return *cached_name ? *cached_name : orig_name;
1646 }
1647
1648 static const char *btf_dump_type_name(struct btf_dump *d, __u32 id)
1649 {
1650         return btf_dump_resolve_name(d, id, d->type_names);
1651 }
1652
1653 static const char *btf_dump_ident_name(struct btf_dump *d, __u32 id)
1654 {
1655         return btf_dump_resolve_name(d, id, d->ident_names);
1656 }
1657
1658 static int btf_dump_dump_type_data(struct btf_dump *d,
1659                                    const char *fname,
1660                                    const struct btf_type *t,
1661                                    __u32 id,
1662                                    const void *data,
1663                                    __u8 bits_offset,
1664                                    __u8 bit_sz);
1665
1666 static const char *btf_dump_data_newline(struct btf_dump *d)
1667 {
1668         return d->typed_dump->compact || d->typed_dump->depth == 0 ? "" : "\n";
1669 }
1670
1671 static const char *btf_dump_data_delim(struct btf_dump *d)
1672 {
1673         return d->typed_dump->depth == 0 ? "" : ",";
1674 }
1675
1676 static void btf_dump_data_pfx(struct btf_dump *d)
1677 {
1678         int i, lvl = d->typed_dump->indent_lvl + d->typed_dump->depth;
1679
1680         if (d->typed_dump->compact)
1681                 return;
1682
1683         for (i = 0; i < lvl; i++)
1684                 btf_dump_printf(d, "%s", d->typed_dump->indent_str);
1685 }
1686
1687 /* A macro is used here as btf_type_value[s]() appends format specifiers
1688  * to the format specifier passed in; these do the work of appending
1689  * delimiters etc while the caller simply has to specify the type values
1690  * in the format specifier + value(s).
1691  */
1692 #define btf_dump_type_values(d, fmt, ...)                               \
1693         btf_dump_printf(d, fmt "%s%s",                                  \
1694                         ##__VA_ARGS__,                                  \
1695                         btf_dump_data_delim(d),                         \
1696                         btf_dump_data_newline(d))
1697
1698 static int btf_dump_unsupported_data(struct btf_dump *d,
1699                                      const struct btf_type *t,
1700                                      __u32 id)
1701 {
1702         btf_dump_printf(d, "<unsupported kind:%u>", btf_kind(t));
1703         return -ENOTSUP;
1704 }
1705
1706 static int btf_dump_get_bitfield_value(struct btf_dump *d,
1707                                        const struct btf_type *t,
1708                                        const void *data,
1709                                        __u8 bits_offset,
1710                                        __u8 bit_sz,
1711                                        __u64 *value)
1712 {
1713         __u16 left_shift_bits, right_shift_bits;
1714         const __u8 *bytes = data;
1715         __u8 nr_copy_bits;
1716         __u64 num = 0;
1717         int i;
1718
1719         /* Maximum supported bitfield size is 64 bits */
1720         if (t->size > 8) {
1721                 pr_warn("unexpected bitfield size %d\n", t->size);
1722                 return -EINVAL;
1723         }
1724
1725         /* Bitfield value retrieval is done in two steps; first relevant bytes are
1726          * stored in num, then we left/right shift num to eliminate irrelevant bits.
1727          */
1728 #if __BYTE_ORDER__ == __ORDER_LITTLE_ENDIAN__
1729         for (i = t->size - 1; i >= 0; i--)
1730                 num = num * 256 + bytes[i];
1731         nr_copy_bits = bit_sz + bits_offset;
1732 #elif __BYTE_ORDER__ == __ORDER_BIG_ENDIAN__
1733         for (i = 0; i < t->size; i++)
1734                 num = num * 256 + bytes[i];
1735         nr_copy_bits = t->size * 8 - bits_offset;
1736 #else
1737 # error "Unrecognized __BYTE_ORDER__"
1738 #endif
1739         left_shift_bits = 64 - nr_copy_bits;
1740         right_shift_bits = 64 - bit_sz;
1741
1742         *value = (num << left_shift_bits) >> right_shift_bits;
1743
1744         return 0;
1745 }
1746
1747 static int btf_dump_bitfield_check_zero(struct btf_dump *d,
1748                                         const struct btf_type *t,
1749                                         const void *data,
1750                                         __u8 bits_offset,
1751                                         __u8 bit_sz)
1752 {
1753         __u64 check_num;
1754         int err;
1755
1756         err = btf_dump_get_bitfield_value(d, t, data, bits_offset, bit_sz, &check_num);
1757         if (err)
1758                 return err;
1759         if (check_num == 0)
1760                 return -ENODATA;
1761         return 0;
1762 }
1763
1764 static int btf_dump_bitfield_data(struct btf_dump *d,
1765                                   const struct btf_type *t,
1766                                   const void *data,
1767                                   __u8 bits_offset,
1768                                   __u8 bit_sz)
1769 {
1770         __u64 print_num;
1771         int err;
1772
1773         err = btf_dump_get_bitfield_value(d, t, data, bits_offset, bit_sz, &print_num);
1774         if (err)
1775                 return err;
1776
1777         btf_dump_type_values(d, "0x%llx", (unsigned long long)print_num);
1778
1779         return 0;
1780 }
1781
1782 /* ints, floats and ptrs */
1783 static int btf_dump_base_type_check_zero(struct btf_dump *d,
1784                                          const struct btf_type *t,
1785                                          __u32 id,
1786                                          const void *data)
1787 {
1788         static __u8 bytecmp[16] = {};
1789         int nr_bytes;
1790
1791         /* For pointer types, pointer size is not defined on a per-type basis.
1792          * On dump creation however, we store the pointer size.
1793          */
1794         if (btf_kind(t) == BTF_KIND_PTR)
1795                 nr_bytes = d->ptr_sz;
1796         else
1797                 nr_bytes = t->size;
1798
1799         if (nr_bytes < 1 || nr_bytes > 16) {
1800                 pr_warn("unexpected size %d for id [%u]\n", nr_bytes, id);
1801                 return -EINVAL;
1802         }
1803
1804         if (memcmp(data, bytecmp, nr_bytes) == 0)
1805                 return -ENODATA;
1806         return 0;
1807 }
1808
1809 static bool ptr_is_aligned(const struct btf *btf, __u32 type_id,
1810                            const void *data)
1811 {
1812         int alignment = btf__align_of(btf, type_id);
1813
1814         if (alignment == 0)
1815                 return false;
1816
1817         return ((uintptr_t)data) % alignment == 0;
1818 }
1819
1820 static int btf_dump_int_data(struct btf_dump *d,
1821                              const struct btf_type *t,
1822                              __u32 type_id,
1823                              const void *data,
1824                              __u8 bits_offset)
1825 {
1826         __u8 encoding = btf_int_encoding(t);
1827         bool sign = encoding & BTF_INT_SIGNED;
1828         char buf[16] __attribute__((aligned(16)));
1829         int sz = t->size;
1830
1831         if (sz == 0 || sz > sizeof(buf)) {
1832                 pr_warn("unexpected size %d for id [%u]\n", sz, type_id);
1833                 return -EINVAL;
1834         }
1835
1836         /* handle packed int data - accesses of integers not aligned on
1837          * int boundaries can cause problems on some platforms.
1838          */
1839         if (!ptr_is_aligned(d->btf, type_id, data)) {
1840                 memcpy(buf, data, sz);
1841                 data = buf;
1842         }
1843
1844         switch (sz) {
1845         case 16: {
1846                 const __u64 *ints = data;
1847                 __u64 lsi, msi;
1848
1849                 /* avoid use of __int128 as some 32-bit platforms do not
1850                  * support it.
1851                  */
1852 #if __BYTE_ORDER__ == __ORDER_LITTLE_ENDIAN__
1853                 lsi = ints[0];
1854                 msi = ints[1];
1855 #elif __BYTE_ORDER__ == __ORDER_BIG_ENDIAN__
1856                 lsi = ints[1];
1857                 msi = ints[0];
1858 #else
1859 # error "Unrecognized __BYTE_ORDER__"
1860 #endif
1861                 if (msi == 0)
1862                         btf_dump_type_values(d, "0x%llx", (unsigned long long)lsi);
1863                 else
1864                         btf_dump_type_values(d, "0x%llx%016llx", (unsigned long long)msi,
1865                                              (unsigned long long)lsi);
1866                 break;
1867         }
1868         case 8:
1869                 if (sign)
1870                         btf_dump_type_values(d, "%lld", *(long long *)data);
1871                 else
1872                         btf_dump_type_values(d, "%llu", *(unsigned long long *)data);
1873                 break;
1874         case 4:
1875                 if (sign)
1876                         btf_dump_type_values(d, "%d", *(__s32 *)data);
1877                 else
1878                         btf_dump_type_values(d, "%u", *(__u32 *)data);
1879                 break;
1880         case 2:
1881                 if (sign)
1882                         btf_dump_type_values(d, "%d", *(__s16 *)data);
1883                 else
1884                         btf_dump_type_values(d, "%u", *(__u16 *)data);
1885                 break;
1886         case 1:
1887                 if (d->typed_dump->is_array_char) {
1888                         /* check for null terminator */
1889                         if (d->typed_dump->is_array_terminated)
1890                                 break;
1891                         if (*(char *)data == '\0') {
1892                                 d->typed_dump->is_array_terminated = true;
1893                                 break;
1894                         }
1895                         if (isprint(*(char *)data)) {
1896                                 btf_dump_type_values(d, "'%c'", *(char *)data);
1897                                 break;
1898                         }
1899                 }
1900                 if (sign)
1901                         btf_dump_type_values(d, "%d", *(__s8 *)data);
1902                 else
1903                         btf_dump_type_values(d, "%u", *(__u8 *)data);
1904                 break;
1905         default:
1906                 pr_warn("unexpected sz %d for id [%u]\n", sz, type_id);
1907                 return -EINVAL;
1908         }
1909         return 0;
1910 }
1911
1912 union float_data {
1913         long double ld;
1914         double d;
1915         float f;
1916 };
1917
1918 static int btf_dump_float_data(struct btf_dump *d,
1919                                const struct btf_type *t,
1920                                __u32 type_id,
1921                                const void *data)
1922 {
1923         const union float_data *flp = data;
1924         union float_data fl;
1925         int sz = t->size;
1926
1927         /* handle unaligned data; copy to local union */
1928         if (!ptr_is_aligned(d->btf, type_id, data)) {
1929                 memcpy(&fl, data, sz);
1930                 flp = &fl;
1931         }
1932
1933         switch (sz) {
1934         case 16:
1935                 btf_dump_type_values(d, "%Lf", flp->ld);
1936                 break;
1937         case 8:
1938                 btf_dump_type_values(d, "%lf", flp->d);
1939                 break;
1940         case 4:
1941                 btf_dump_type_values(d, "%f", flp->f);
1942                 break;
1943         default:
1944                 pr_warn("unexpected size %d for id [%u]\n", sz, type_id);
1945                 return -EINVAL;
1946         }
1947         return 0;
1948 }
1949
1950 static int btf_dump_var_data(struct btf_dump *d,
1951                              const struct btf_type *v,
1952                              __u32 id,
1953                              const void *data)
1954 {
1955         enum btf_func_linkage linkage = btf_var(v)->linkage;
1956         const struct btf_type *t;
1957         const char *l;
1958         __u32 type_id;
1959
1960         switch (linkage) {
1961         case BTF_FUNC_STATIC:
1962                 l = "static ";
1963                 break;
1964         case BTF_FUNC_EXTERN:
1965                 l = "extern ";
1966                 break;
1967         case BTF_FUNC_GLOBAL:
1968         default:
1969                 l = "";
1970                 break;
1971         }
1972
1973         /* format of output here is [linkage] [type] [varname] = (type)value,
1974          * for example "static int cpu_profile_flip = (int)1"
1975          */
1976         btf_dump_printf(d, "%s", l);
1977         type_id = v->type;
1978         t = btf__type_by_id(d->btf, type_id);
1979         btf_dump_emit_type_cast(d, type_id, false);
1980         btf_dump_printf(d, " %s = ", btf_name_of(d, v->name_off));
1981         return btf_dump_dump_type_data(d, NULL, t, type_id, data, 0, 0);
1982 }
1983
1984 static int btf_dump_array_data(struct btf_dump *d,
1985                                const struct btf_type *t,
1986                                __u32 id,
1987                                const void *data)
1988 {
1989         const struct btf_array *array = btf_array(t);
1990         const struct btf_type *elem_type;
1991         __u32 i, elem_type_id;
1992         __s64 elem_size;
1993         bool is_array_member;
1994
1995         elem_type_id = array->type;
1996         elem_type = skip_mods_and_typedefs(d->btf, elem_type_id, NULL);
1997         elem_size = btf__resolve_size(d->btf, elem_type_id);
1998         if (elem_size <= 0) {
1999                 pr_warn("unexpected elem size %zd for array type [%u]\n",
2000                         (ssize_t)elem_size, id);
2001                 return -EINVAL;
2002         }
2003
2004         if (btf_is_int(elem_type)) {
2005                 /*
2006                  * BTF_INT_CHAR encoding never seems to be set for
2007                  * char arrays, so if size is 1 and element is
2008                  * printable as a char, we'll do that.
2009                  */
2010                 if (elem_size == 1)
2011                         d->typed_dump->is_array_char = true;
2012         }
2013
2014         /* note that we increment depth before calling btf_dump_print() below;
2015          * this is intentional.  btf_dump_data_newline() will not print a
2016          * newline for depth 0 (since this leaves us with trailing newlines
2017          * at the end of typed display), so depth is incremented first.
2018          * For similar reasons, we decrement depth before showing the closing
2019          * parenthesis.
2020          */
2021         d->typed_dump->depth++;
2022         btf_dump_printf(d, "[%s", btf_dump_data_newline(d));
2023
2024         /* may be a multidimensional array, so store current "is array member"
2025          * status so we can restore it correctly later.
2026          */
2027         is_array_member = d->typed_dump->is_array_member;
2028         d->typed_dump->is_array_member = true;
2029         for (i = 0; i < array->nelems; i++, data += elem_size) {
2030                 if (d->typed_dump->is_array_terminated)
2031                         break;
2032                 btf_dump_dump_type_data(d, NULL, elem_type, elem_type_id, data, 0, 0);
2033         }
2034         d->typed_dump->is_array_member = is_array_member;
2035         d->typed_dump->depth--;
2036         btf_dump_data_pfx(d);
2037         btf_dump_type_values(d, "]");
2038
2039         return 0;
2040 }
2041
2042 static int btf_dump_struct_data(struct btf_dump *d,
2043                                 const struct btf_type *t,
2044                                 __u32 id,
2045                                 const void *data)
2046 {
2047         const struct btf_member *m = btf_members(t);
2048         __u16 n = btf_vlen(t);
2049         int i, err = 0;
2050
2051         /* note that we increment depth before calling btf_dump_print() below;
2052          * this is intentional.  btf_dump_data_newline() will not print a
2053          * newline for depth 0 (since this leaves us with trailing newlines
2054          * at the end of typed display), so depth is incremented first.
2055          * For similar reasons, we decrement depth before showing the closing
2056          * parenthesis.
2057          */
2058         d->typed_dump->depth++;
2059         btf_dump_printf(d, "{%s", btf_dump_data_newline(d));
2060
2061         for (i = 0; i < n; i++, m++) {
2062                 const struct btf_type *mtype;
2063                 const char *mname;
2064                 __u32 moffset;
2065                 __u8 bit_sz;
2066
2067                 mtype = btf__type_by_id(d->btf, m->type);
2068                 mname = btf_name_of(d, m->name_off);
2069                 moffset = btf_member_bit_offset(t, i);
2070
2071                 bit_sz = btf_member_bitfield_size(t, i);
2072                 err = btf_dump_dump_type_data(d, mname, mtype, m->type, data + moffset / 8,
2073                                               moffset % 8, bit_sz);
2074                 if (err < 0)
2075                         return err;
2076         }
2077         d->typed_dump->depth--;
2078         btf_dump_data_pfx(d);
2079         btf_dump_type_values(d, "}");
2080         return err;
2081 }
2082
2083 union ptr_data {
2084         unsigned int p;
2085         unsigned long long lp;
2086 };
2087
2088 static int btf_dump_ptr_data(struct btf_dump *d,
2089                               const struct btf_type *t,
2090                               __u32 id,
2091                               const void *data)
2092 {
2093         if (ptr_is_aligned(d->btf, id, data) && d->ptr_sz == sizeof(void *)) {
2094                 btf_dump_type_values(d, "%p", *(void **)data);
2095         } else {
2096                 union ptr_data pt;
2097
2098                 memcpy(&pt, data, d->ptr_sz);
2099                 if (d->ptr_sz == 4)
2100                         btf_dump_type_values(d, "0x%x", pt.p);
2101                 else
2102                         btf_dump_type_values(d, "0x%llx", pt.lp);
2103         }
2104         return 0;
2105 }
2106
2107 static int btf_dump_get_enum_value(struct btf_dump *d,
2108                                    const struct btf_type *t,
2109                                    const void *data,
2110                                    __u32 id,
2111                                    __s64 *value)
2112 {
2113         bool is_signed = btf_kflag(t);
2114
2115         if (!ptr_is_aligned(d->btf, id, data)) {
2116                 __u64 val;
2117                 int err;
2118
2119                 err = btf_dump_get_bitfield_value(d, t, data, 0, 0, &val);
2120                 if (err)
2121                         return err;
2122                 *value = (__s64)val;
2123                 return 0;
2124         }
2125
2126         switch (t->size) {
2127         case 8:
2128                 *value = *(__s64 *)data;
2129                 return 0;
2130         case 4:
2131                 *value = is_signed ? (__s64)*(__s32 *)data : *(__u32 *)data;
2132                 return 0;
2133         case 2:
2134                 *value = is_signed ? *(__s16 *)data : *(__u16 *)data;
2135                 return 0;
2136         case 1:
2137                 *value = is_signed ? *(__s8 *)data : *(__u8 *)data;
2138                 return 0;
2139         default:
2140                 pr_warn("unexpected size %d for enum, id:[%u]\n", t->size, id);
2141                 return -EINVAL;
2142         }
2143 }
2144
2145 static int btf_dump_enum_data(struct btf_dump *d,
2146                               const struct btf_type *t,
2147                               __u32 id,
2148                               const void *data)
2149 {
2150         bool is_signed;
2151         __s64 value;
2152         int i, err;
2153
2154         err = btf_dump_get_enum_value(d, t, data, id, &value);
2155         if (err)
2156                 return err;
2157
2158         is_signed = btf_kflag(t);
2159         if (btf_is_enum(t)) {
2160                 const struct btf_enum *e;
2161
2162                 for (i = 0, e = btf_enum(t); i < btf_vlen(t); i++, e++) {
2163                         if (value != e->val)
2164                                 continue;
2165                         btf_dump_type_values(d, "%s", btf_name_of(d, e->name_off));
2166                         return 0;
2167                 }
2168
2169                 btf_dump_type_values(d, is_signed ? "%d" : "%u", value);
2170         } else {
2171                 const struct btf_enum64 *e;
2172
2173                 for (i = 0, e = btf_enum64(t); i < btf_vlen(t); i++, e++) {
2174                         if (value != btf_enum64_value(e))
2175                                 continue;
2176                         btf_dump_type_values(d, "%s", btf_name_of(d, e->name_off));
2177                         return 0;
2178                 }
2179
2180                 btf_dump_type_values(d, is_signed ? "%lldLL" : "%lluULL",
2181                                      (unsigned long long)value);
2182         }
2183         return 0;
2184 }
2185
2186 static int btf_dump_datasec_data(struct btf_dump *d,
2187                                  const struct btf_type *t,
2188                                  __u32 id,
2189                                  const void *data)
2190 {
2191         const struct btf_var_secinfo *vsi;
2192         const struct btf_type *var;
2193         __u32 i;
2194         int err;
2195
2196         btf_dump_type_values(d, "SEC(\"%s\") ", btf_name_of(d, t->name_off));
2197
2198         for (i = 0, vsi = btf_var_secinfos(t); i < btf_vlen(t); i++, vsi++) {
2199                 var = btf__type_by_id(d->btf, vsi->type);
2200                 err = btf_dump_dump_type_data(d, NULL, var, vsi->type, data + vsi->offset, 0, 0);
2201                 if (err < 0)
2202                         return err;
2203                 btf_dump_printf(d, ";");
2204         }
2205         return 0;
2206 }
2207
2208 /* return size of type, or if base type overflows, return -E2BIG. */
2209 static int btf_dump_type_data_check_overflow(struct btf_dump *d,
2210                                              const struct btf_type *t,
2211                                              __u32 id,
2212                                              const void *data,
2213                                              __u8 bits_offset)
2214 {
2215         __s64 size = btf__resolve_size(d->btf, id);
2216
2217         if (size < 0 || size >= INT_MAX) {
2218                 pr_warn("unexpected size [%zu] for id [%u]\n",
2219                         (size_t)size, id);
2220                 return -EINVAL;
2221         }
2222
2223         /* Only do overflow checking for base types; we do not want to
2224          * avoid showing part of a struct, union or array, even if we
2225          * do not have enough data to show the full object.  By
2226          * restricting overflow checking to base types we can ensure
2227          * that partial display succeeds, while avoiding overflowing
2228          * and using bogus data for display.
2229          */
2230         t = skip_mods_and_typedefs(d->btf, id, NULL);
2231         if (!t) {
2232                 pr_warn("unexpected error skipping mods/typedefs for id [%u]\n",
2233                         id);
2234                 return -EINVAL;
2235         }
2236
2237         switch (btf_kind(t)) {
2238         case BTF_KIND_INT:
2239         case BTF_KIND_FLOAT:
2240         case BTF_KIND_PTR:
2241         case BTF_KIND_ENUM:
2242         case BTF_KIND_ENUM64:
2243                 if (data + bits_offset / 8 + size > d->typed_dump->data_end)
2244                         return -E2BIG;
2245                 break;
2246         default:
2247                 break;
2248         }
2249         return (int)size;
2250 }
2251
2252 static int btf_dump_type_data_check_zero(struct btf_dump *d,
2253                                          const struct btf_type *t,
2254                                          __u32 id,
2255                                          const void *data,
2256                                          __u8 bits_offset,
2257                                          __u8 bit_sz)
2258 {
2259         __s64 value;
2260         int i, err;
2261
2262         /* toplevel exceptions; we show zero values if
2263          * - we ask for them (emit_zeros)
2264          * - if we are at top-level so we see "struct empty { }"
2265          * - or if we are an array member and the array is non-empty and
2266          *   not a char array; we don't want to be in a situation where we
2267          *   have an integer array 0, 1, 0, 1 and only show non-zero values.
2268          *   If the array contains zeroes only, or is a char array starting
2269          *   with a '\0', the array-level check_zero() will prevent showing it;
2270          *   we are concerned with determining zero value at the array member
2271          *   level here.
2272          */
2273         if (d->typed_dump->emit_zeroes || d->typed_dump->depth == 0 ||
2274             (d->typed_dump->is_array_member &&
2275              !d->typed_dump->is_array_char))
2276                 return 0;
2277
2278         t = skip_mods_and_typedefs(d->btf, id, NULL);
2279
2280         switch (btf_kind(t)) {
2281         case BTF_KIND_INT:
2282                 if (bit_sz)
2283                         return btf_dump_bitfield_check_zero(d, t, data, bits_offset, bit_sz);
2284                 return btf_dump_base_type_check_zero(d, t, id, data);
2285         case BTF_KIND_FLOAT:
2286         case BTF_KIND_PTR:
2287                 return btf_dump_base_type_check_zero(d, t, id, data);
2288         case BTF_KIND_ARRAY: {
2289                 const struct btf_array *array = btf_array(t);
2290                 const struct btf_type *elem_type;
2291                 __u32 elem_type_id, elem_size;
2292                 bool ischar;
2293
2294                 elem_type_id = array->type;
2295                 elem_size = btf__resolve_size(d->btf, elem_type_id);
2296                 elem_type = skip_mods_and_typedefs(d->btf, elem_type_id, NULL);
2297
2298                 ischar = btf_is_int(elem_type) && elem_size == 1;
2299
2300                 /* check all elements; if _any_ element is nonzero, all
2301                  * of array is displayed.  We make an exception however
2302                  * for char arrays where the first element is 0; these
2303                  * are considered zeroed also, even if later elements are
2304                  * non-zero because the string is terminated.
2305                  */
2306                 for (i = 0; i < array->nelems; i++) {
2307                         if (i == 0 && ischar && *(char *)data == 0)
2308                                 return -ENODATA;
2309                         err = btf_dump_type_data_check_zero(d, elem_type,
2310                                                             elem_type_id,
2311                                                             data +
2312                                                             (i * elem_size),
2313                                                             bits_offset, 0);
2314                         if (err != -ENODATA)
2315                                 return err;
2316                 }
2317                 return -ENODATA;
2318         }
2319         case BTF_KIND_STRUCT:
2320         case BTF_KIND_UNION: {
2321                 const struct btf_member *m = btf_members(t);
2322                 __u16 n = btf_vlen(t);
2323
2324                 /* if any struct/union member is non-zero, the struct/union
2325                  * is considered non-zero and dumped.
2326                  */
2327                 for (i = 0; i < n; i++, m++) {
2328                         const struct btf_type *mtype;
2329                         __u32 moffset;
2330
2331                         mtype = btf__type_by_id(d->btf, m->type);
2332                         moffset = btf_member_bit_offset(t, i);
2333
2334                         /* btf_int_bits() does not store member bitfield size;
2335                          * bitfield size needs to be stored here so int display
2336                          * of member can retrieve it.
2337                          */
2338                         bit_sz = btf_member_bitfield_size(t, i);
2339                         err = btf_dump_type_data_check_zero(d, mtype, m->type, data + moffset / 8,
2340                                                             moffset % 8, bit_sz);
2341                         if (err != ENODATA)
2342                                 return err;
2343                 }
2344                 return -ENODATA;
2345         }
2346         case BTF_KIND_ENUM:
2347         case BTF_KIND_ENUM64:
2348                 err = btf_dump_get_enum_value(d, t, data, id, &value);
2349                 if (err)
2350                         return err;
2351                 if (value == 0)
2352                         return -ENODATA;
2353                 return 0;
2354         default:
2355                 return 0;
2356         }
2357 }
2358
2359 /* returns size of data dumped, or error. */
2360 static int btf_dump_dump_type_data(struct btf_dump *d,
2361                                    const char *fname,
2362                                    const struct btf_type *t,
2363                                    __u32 id,
2364                                    const void *data,
2365                                    __u8 bits_offset,
2366                                    __u8 bit_sz)
2367 {
2368         int size, err = 0;
2369
2370         size = btf_dump_type_data_check_overflow(d, t, id, data, bits_offset);
2371         if (size < 0)
2372                 return size;
2373         err = btf_dump_type_data_check_zero(d, t, id, data, bits_offset, bit_sz);
2374         if (err) {
2375                 /* zeroed data is expected and not an error, so simply skip
2376                  * dumping such data.  Record other errors however.
2377                  */
2378                 if (err == -ENODATA)
2379                         return size;
2380                 return err;
2381         }
2382         btf_dump_data_pfx(d);
2383
2384         if (!d->typed_dump->skip_names) {
2385                 if (fname && strlen(fname) > 0)
2386                         btf_dump_printf(d, ".%s = ", fname);
2387                 btf_dump_emit_type_cast(d, id, true);
2388         }
2389
2390         t = skip_mods_and_typedefs(d->btf, id, NULL);
2391
2392         switch (btf_kind(t)) {
2393         case BTF_KIND_UNKN:
2394         case BTF_KIND_FWD:
2395         case BTF_KIND_FUNC:
2396         case BTF_KIND_FUNC_PROTO:
2397         case BTF_KIND_DECL_TAG:
2398                 err = btf_dump_unsupported_data(d, t, id);
2399                 break;
2400         case BTF_KIND_INT:
2401                 if (bit_sz)
2402                         err = btf_dump_bitfield_data(d, t, data, bits_offset, bit_sz);
2403                 else
2404                         err = btf_dump_int_data(d, t, id, data, bits_offset);
2405                 break;
2406         case BTF_KIND_FLOAT:
2407                 err = btf_dump_float_data(d, t, id, data);
2408                 break;
2409         case BTF_KIND_PTR:
2410                 err = btf_dump_ptr_data(d, t, id, data);
2411                 break;
2412         case BTF_KIND_ARRAY:
2413                 err = btf_dump_array_data(d, t, id, data);
2414                 break;
2415         case BTF_KIND_STRUCT:
2416         case BTF_KIND_UNION:
2417                 err = btf_dump_struct_data(d, t, id, data);
2418                 break;
2419         case BTF_KIND_ENUM:
2420         case BTF_KIND_ENUM64:
2421                 /* handle bitfield and int enum values */
2422                 if (bit_sz) {
2423                         __u64 print_num;
2424                         __s64 enum_val;
2425
2426                         err = btf_dump_get_bitfield_value(d, t, data, bits_offset, bit_sz,
2427                                                           &print_num);
2428                         if (err)
2429                                 break;
2430                         enum_val = (__s64)print_num;
2431                         err = btf_dump_enum_data(d, t, id, &enum_val);
2432                 } else
2433                         err = btf_dump_enum_data(d, t, id, data);
2434                 break;
2435         case BTF_KIND_VAR:
2436                 err = btf_dump_var_data(d, t, id, data);
2437                 break;
2438         case BTF_KIND_DATASEC:
2439                 err = btf_dump_datasec_data(d, t, id, data);
2440                 break;
2441         default:
2442                 pr_warn("unexpected kind [%u] for id [%u]\n",
2443                         BTF_INFO_KIND(t->info), id);
2444                 return -EINVAL;
2445         }
2446         if (err < 0)
2447                 return err;
2448         return size;
2449 }
2450
2451 int btf_dump__dump_type_data(struct btf_dump *d, __u32 id,
2452                              const void *data, size_t data_sz,
2453                              const struct btf_dump_type_data_opts *opts)
2454 {
2455         struct btf_dump_data typed_dump = {};
2456         const struct btf_type *t;
2457         int ret;
2458
2459         if (!OPTS_VALID(opts, btf_dump_type_data_opts))
2460                 return libbpf_err(-EINVAL);
2461
2462         t = btf__type_by_id(d->btf, id);
2463         if (!t)
2464                 return libbpf_err(-ENOENT);
2465
2466         d->typed_dump = &typed_dump;
2467         d->typed_dump->data_end = data + data_sz;
2468         d->typed_dump->indent_lvl = OPTS_GET(opts, indent_level, 0);
2469
2470         /* default indent string is a tab */
2471         if (!OPTS_GET(opts, indent_str, NULL))
2472                 d->typed_dump->indent_str[0] = '\t';
2473         else
2474                 libbpf_strlcpy(d->typed_dump->indent_str, opts->indent_str,
2475                                sizeof(d->typed_dump->indent_str));
2476
2477         d->typed_dump->compact = OPTS_GET(opts, compact, false);
2478         d->typed_dump->skip_names = OPTS_GET(opts, skip_names, false);
2479         d->typed_dump->emit_zeroes = OPTS_GET(opts, emit_zeroes, false);
2480
2481         ret = btf_dump_dump_type_data(d, NULL, t, id, data, 0, 0);
2482
2483         d->typed_dump = NULL;
2484
2485         return libbpf_err(ret);
2486 }