libbpf: Fix spelling mistake "libaries" -> "libraries"
[platform/kernel/linux-starfive.git] / tools / lib / bpf / usdt.c
1 // SPDX-License-Identifier: (LGPL-2.1 OR BSD-2-Clause)
2 /* Copyright (c) 2022 Meta Platforms, Inc. and affiliates. */
3 #include <ctype.h>
4 #include <stdio.h>
5 #include <stdlib.h>
6 #include <string.h>
7 #include <libelf.h>
8 #include <gelf.h>
9 #include <unistd.h>
10 #include <linux/ptrace.h>
11 #include <linux/kernel.h>
12
13 #include "bpf.h"
14 #include "libbpf.h"
15 #include "libbpf_common.h"
16 #include "libbpf_internal.h"
17 #include "hashmap.h"
18
19 /* libbpf's USDT support consists of BPF-side state/code and user-space
20  * state/code working together in concert. BPF-side parts are defined in
21  * usdt.bpf.h header library. User-space state is encapsulated by struct
22  * usdt_manager and all the supporting code centered around usdt_manager.
23  *
24  * usdt.bpf.h defines two BPF maps that usdt_manager expects: USDT spec map
25  * and IP-to-spec-ID map, which is auxiliary map necessary for kernels that
26  * don't support BPF cookie (see below). These two maps are implicitly
27  * embedded into user's end BPF object file when user's code included
28  * usdt.bpf.h. This means that libbpf doesn't do anything special to create
29  * these USDT support maps. They are created by normal libbpf logic of
30  * instantiating BPF maps when opening and loading BPF object.
31  *
32  * As such, libbpf is basically unaware of the need to do anything
33  * USDT-related until the very first call to bpf_program__attach_usdt(), which
34  * can be called by user explicitly or happen automatically during skeleton
35  * attach (or, equivalently, through generic bpf_program__attach() call). At
36  * this point, libbpf will instantiate and initialize struct usdt_manager and
37  * store it in bpf_object. USDT manager is per-BPF object construct, as each
38  * independent BPF object might or might not have USDT programs, and thus all
39  * the expected USDT-related state. There is no coordination between two
40  * bpf_object in parts of USDT attachment, they are oblivious of each other's
41  * existence and libbpf is just oblivious, dealing with bpf_object-specific
42  * USDT state.
43  *
44  * Quick crash course on USDTs.
45  *
46  * From user-space application's point of view, USDT is essentially just
47  * a slightly special function call that normally has zero overhead, unless it
48  * is being traced by some external entity (e.g, BPF-based tool). Here's how
49  * a typical application can trigger USDT probe:
50  *
51  * #include <sys/sdt.h>  // provided by systemtap-sdt-devel package
52  * // folly also provide similar functionality in folly/tracing/StaticTracepoint.h
53  *
54  * STAP_PROBE3(my_usdt_provider, my_usdt_probe_name, 123, x, &y);
55  *
56  * USDT is identified by it's <provider-name>:<probe-name> pair of names. Each
57  * individual USDT has a fixed number of arguments (3 in the above example)
58  * and specifies values of each argument as if it was a function call.
59  *
60  * USDT call is actually not a function call, but is instead replaced by
61  * a single NOP instruction (thus zero overhead, effectively). But in addition
62  * to that, those USDT macros generate special SHT_NOTE ELF records in
63  * .note.stapsdt ELF section. Here's an example USDT definition as emitted by
64  * `readelf -n <binary>`:
65  *
66  *   stapsdt              0x00000089       NT_STAPSDT (SystemTap probe descriptors)
67  *   Provider: test
68  *   Name: usdt12
69  *   Location: 0x0000000000549df3, Base: 0x00000000008effa4, Semaphore: 0x0000000000a4606e
70  *   Arguments: -4@-1204(%rbp) -4@%edi -8@-1216(%rbp) -8@%r8 -4@$5 -8@%r9 8@%rdx 8@%r10 -4@$-9 -2@%cx -2@%ax -1@%sil
71  *
72  * In this case we have USDT test:usdt12 with 12 arguments.
73  *
74  * Location and base are offsets used to calculate absolute IP address of that
75  * NOP instruction that kernel can replace with an interrupt instruction to
76  * trigger instrumentation code (BPF program for all that we care about).
77  *
78  * Semaphore above is and optional feature. It records an address of a 2-byte
79  * refcount variable (normally in '.probes' ELF section) used for signaling if
80  * there is anything that is attached to USDT. This is useful for user
81  * applications if, for example, they need to prepare some arguments that are
82  * passed only to USDTs and preparation is expensive. By checking if USDT is
83  * "activated", an application can avoid paying those costs unnecessarily.
84  * Recent enough kernel has built-in support for automatically managing this
85  * refcount, which libbpf expects and relies on. If USDT is defined without
86  * associated semaphore, this value will be zero. See selftests for semaphore
87  * examples.
88  *
89  * Arguments is the most interesting part. This USDT specification string is
90  * providing information about all the USDT arguments and their locations. The
91  * part before @ sign defined byte size of the argument (1, 2, 4, or 8) and
92  * whether the argument is signed or unsigned (negative size means signed).
93  * The part after @ sign is assembly-like definition of argument location
94  * (see [0] for more details). Technically, assembler can provide some pretty
95  * advanced definitions, but libbpf is currently supporting three most common
96  * cases:
97  *   1) immediate constant, see 5th and 9th args above (-4@$5 and -4@-9);
98  *   2) register value, e.g., 8@%rdx, which means "unsigned 8-byte integer
99  *      whose value is in register %rdx";
100  *   3) memory dereference addressed by register, e.g., -4@-1204(%rbp), which
101  *      specifies signed 32-bit integer stored at offset -1204 bytes from
102  *      memory address stored in %rbp.
103  *
104  *   [0] https://sourceware.org/systemtap/wiki/UserSpaceProbeImplementation
105  *
106  * During attachment, libbpf parses all the relevant USDT specifications and
107  * prepares `struct usdt_spec` (USDT spec), which is then provided to BPF-side
108  * code through spec map. This allows BPF applications to quickly fetch the
109  * actual value at runtime using a simple BPF-side code.
110  *
111  * With basics out of the way, let's go over less immeditately obvious aspects
112  * of supporting USDTs.
113  *
114  * First, there is no special USDT BPF program type. It is actually just
115  * a uprobe BPF program (which for kernel, at least currently, is just a kprobe
116  * program, so BPF_PROG_TYPE_KPROBE program type). With the only difference
117  * that uprobe is usually attached at the function entry, while USDT will
118  * normally will be somewhere inside the function. But it should always be
119  * pointing to NOP instruction, which makes such uprobes the fastest uprobe
120  * kind.
121  *
122  * Second, it's important to realize that such STAP_PROBEn(provider, name, ...)
123  * macro invocations can end up being inlined many-many times, depending on
124  * specifics of each individual user application. So single conceptual USDT
125  * (identified by provider:name pair of identifiers) is, generally speaking,
126  * multiple uprobe locations (USDT call sites) in different places in user
127  * application. Further, again due to inlining, each USDT call site might end
128  * up having the same argument #N be located in a different place. In one call
129  * site it could be a constant, in another will end up in a register, and in
130  * yet another could be some other register or even somewhere on the stack.
131  *
132  * As such, "attaching to USDT" means (in general case) attaching the same
133  * uprobe BPF program to multiple target locations in user application, each
134  * potentially having a completely different USDT spec associated with it.
135  * To wire all this up together libbpf allocates a unique integer spec ID for
136  * each unique USDT spec. Spec IDs are allocated as sequential small integers
137  * so that they can be used as keys in array BPF map (for performance reasons).
138  * Spec ID allocation and accounting is big part of what usdt_manager is
139  * about. This state has to be maintained per-BPF object and coordinate
140  * between different USDT attachments within the same BPF object.
141  *
142  * Spec ID is the key in spec BPF map, value is the actual USDT spec layed out
143  * as struct usdt_spec. Each invocation of BPF program at runtime needs to
144  * know its associated spec ID. It gets it either through BPF cookie, which
145  * libbpf sets to spec ID during attach time, or, if kernel is too old to
146  * support BPF cookie, through IP-to-spec-ID map that libbpf maintains in such
147  * case. The latter means that some modes of operation can't be supported
148  * without BPF cookie. Such mode is attaching to shared library "generically",
149  * without specifying target process. In such case, it's impossible to
150  * calculate absolute IP addresses for IP-to-spec-ID map, and thus such mode
151  * is not supported without BPF cookie support.
152  *
153  * Note that libbpf is using BPF cookie functionality for its own internal
154  * needs, so user itself can't rely on BPF cookie feature. To that end, libbpf
155  * provides conceptually equivalent USDT cookie support. It's still u64
156  * user-provided value that can be associated with USDT attachment. Note that
157  * this will be the same value for all USDT call sites within the same single
158  * *logical* USDT attachment. This makes sense because to user attaching to
159  * USDT is a single BPF program triggered for singular USDT probe. The fact
160  * that this is done at multiple actual locations is a mostly hidden
161  * implementation details. This USDT cookie value can be fetched with
162  * bpf_usdt_cookie(ctx) API provided by usdt.bpf.h
163  *
164  * Lastly, while single USDT can have tons of USDT call sites, it doesn't
165  * necessarily have that many different USDT specs. It very well might be
166  * that 1000 USDT call sites only need 5 different USDT specs, because all the
167  * arguments are typically contained in a small set of registers or stack
168  * locations. As such, it's wasteful to allocate as many USDT spec IDs as
169  * there are USDT call sites. So libbpf tries to be frugal and performs
170  * on-the-fly deduplication during a single USDT attachment to only allocate
171  * the minimal required amount of unique USDT specs (and thus spec IDs). This
172  * is trivially achieved by using USDT spec string (Arguments string from USDT
173  * note) as a lookup key in a hashmap. USDT spec string uniquely defines
174  * everything about how to fetch USDT arguments, so two USDT call sites
175  * sharing USDT spec string can safely share the same USDT spec and spec ID.
176  * Note, this spec string deduplication is happening only during the same USDT
177  * attachment, so each USDT spec shares the same USDT cookie value. This is
178  * not generally true for other USDT attachments within the same BPF object,
179  * as even if USDT spec string is the same, USDT cookie value can be
180  * different. It was deemed excessive to try to deduplicate across independent
181  * USDT attachments by taking into account USDT spec string *and* USDT cookie
182  * value, which would complicated spec ID accounting significantly for little
183  * gain.
184  */
185
186 #define USDT_BASE_SEC ".stapsdt.base"
187 #define USDT_SEMA_SEC ".probes"
188 #define USDT_NOTE_SEC  ".note.stapsdt"
189 #define USDT_NOTE_TYPE 3
190 #define USDT_NOTE_NAME "stapsdt"
191
192 /* should match exactly enum __bpf_usdt_arg_type from bpf_usdt.bpf.h */
193 enum usdt_arg_type {
194         USDT_ARG_CONST,
195         USDT_ARG_REG,
196         USDT_ARG_REG_DEREF,
197 };
198
199 /* should match exactly struct __bpf_usdt_arg_spec from bpf_usdt.bpf.h */
200 struct usdt_arg_spec {
201         __u64 val_off;
202         enum usdt_arg_type arg_type;
203         short reg_off;
204         bool arg_signed;
205         char arg_bitshift;
206 };
207
208 /* should match BPF_USDT_MAX_ARG_CNT in usdt.bpf.h */
209 #define USDT_MAX_ARG_CNT 12
210
211 /* should match struct __bpf_usdt_spec from usdt.bpf.h */
212 struct usdt_spec {
213         struct usdt_arg_spec args[USDT_MAX_ARG_CNT];
214         __u64 usdt_cookie;
215         short arg_cnt;
216 };
217
218 struct usdt_note {
219         const char *provider;
220         const char *name;
221         /* USDT args specification string, e.g.:
222          * "-4@%esi -4@-24(%rbp) -4@%ecx 2@%ax 8@%rdx"
223          */
224         const char *args;
225         long loc_addr;
226         long base_addr;
227         long sema_addr;
228 };
229
230 struct usdt_target {
231         long abs_ip;
232         long rel_ip;
233         long sema_off;
234         struct usdt_spec spec;
235         const char *spec_str;
236 };
237
238 struct usdt_manager {
239         struct bpf_map *specs_map;
240         struct bpf_map *ip_to_spec_id_map;
241
242         int *free_spec_ids;
243         size_t free_spec_cnt;
244         size_t next_free_spec_id;
245
246         bool has_bpf_cookie;
247         bool has_sema_refcnt;
248 };
249
250 struct usdt_manager *usdt_manager_new(struct bpf_object *obj)
251 {
252         static const char *ref_ctr_sysfs_path = "/sys/bus/event_source/devices/uprobe/format/ref_ctr_offset";
253         struct usdt_manager *man;
254         struct bpf_map *specs_map, *ip_to_spec_id_map;
255
256         specs_map = bpf_object__find_map_by_name(obj, "__bpf_usdt_specs");
257         ip_to_spec_id_map = bpf_object__find_map_by_name(obj, "__bpf_usdt_ip_to_spec_id");
258         if (!specs_map || !ip_to_spec_id_map) {
259                 pr_warn("usdt: failed to find USDT support BPF maps, did you forget to include bpf/usdt.bpf.h?\n");
260                 return ERR_PTR(-ESRCH);
261         }
262
263         man = calloc(1, sizeof(*man));
264         if (!man)
265                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
266
267         man->specs_map = specs_map;
268         man->ip_to_spec_id_map = ip_to_spec_id_map;
269
270         /* Detect if BPF cookie is supported for kprobes.
271          * We don't need IP-to-ID mapping if we can use BPF cookies.
272          * Added in: 7adfc6c9b315 ("bpf: Add bpf_get_attach_cookie() BPF helper to access bpf_cookie value")
273          */
274         man->has_bpf_cookie = kernel_supports(obj, FEAT_BPF_COOKIE);
275
276         /* Detect kernel support for automatic refcounting of USDT semaphore.
277          * If this is not supported, USDTs with semaphores will not be supported.
278          * Added in: a6ca88b241d5 ("trace_uprobe: support reference counter in fd-based uprobe")
279          */
280         man->has_sema_refcnt = access(ref_ctr_sysfs_path, F_OK) == 0;
281
282         return man;
283 }
284
285 void usdt_manager_free(struct usdt_manager *man)
286 {
287         if (IS_ERR_OR_NULL(man))
288                 return;
289
290         free(man->free_spec_ids);
291         free(man);
292 }
293
294 static int sanity_check_usdt_elf(Elf *elf, const char *path)
295 {
296         GElf_Ehdr ehdr;
297         int endianness;
298
299         if (elf_kind(elf) != ELF_K_ELF) {
300                 pr_warn("usdt: unrecognized ELF kind %d for '%s'\n", elf_kind(elf), path);
301                 return -EBADF;
302         }
303
304         switch (gelf_getclass(elf)) {
305         case ELFCLASS64:
306                 if (sizeof(void *) != 8) {
307                         pr_warn("usdt: attaching to 64-bit ELF binary '%s' is not supported\n", path);
308                         return -EBADF;
309                 }
310                 break;
311         case ELFCLASS32:
312                 if (sizeof(void *) != 4) {
313                         pr_warn("usdt: attaching to 32-bit ELF binary '%s' is not supported\n", path);
314                         return -EBADF;
315                 }
316                 break;
317         default:
318                 pr_warn("usdt: unsupported ELF class for '%s'\n", path);
319                 return -EBADF;
320         }
321
322         if (!gelf_getehdr(elf, &ehdr))
323                 return -EINVAL;
324
325         if (ehdr.e_type != ET_EXEC && ehdr.e_type != ET_DYN) {
326                 pr_warn("usdt: unsupported type of ELF binary '%s' (%d), only ET_EXEC and ET_DYN are supported\n",
327                         path, ehdr.e_type);
328                 return -EBADF;
329         }
330
331 #if __BYTE_ORDER == __LITTLE_ENDIAN
332         endianness = ELFDATA2LSB;
333 #elif __BYTE_ORDER == __BIG_ENDIAN
334         endianness = ELFDATA2MSB;
335 #else
336 # error "Unrecognized __BYTE_ORDER__"
337 #endif
338         if (endianness != ehdr.e_ident[EI_DATA]) {
339                 pr_warn("usdt: ELF endianness mismatch for '%s'\n", path);
340                 return -EBADF;
341         }
342
343         return 0;
344 }
345
346 static int find_elf_sec_by_name(Elf *elf, const char *sec_name, GElf_Shdr *shdr, Elf_Scn **scn)
347 {
348         Elf_Scn *sec = NULL;
349         size_t shstrndx;
350
351         if (elf_getshdrstrndx(elf, &shstrndx))
352                 return -EINVAL;
353
354         /* check if ELF is corrupted and avoid calling elf_strptr if yes */
355         if (!elf_rawdata(elf_getscn(elf, shstrndx), NULL))
356                 return -EINVAL;
357
358         while ((sec = elf_nextscn(elf, sec)) != NULL) {
359                 char *name;
360
361                 if (!gelf_getshdr(sec, shdr))
362                         return -EINVAL;
363
364                 name = elf_strptr(elf, shstrndx, shdr->sh_name);
365                 if (name && strcmp(sec_name, name) == 0) {
366                         *scn = sec;
367                         return 0;
368                 }
369         }
370
371         return -ENOENT;
372 }
373
374 struct elf_seg {
375         long start;
376         long end;
377         long offset;
378         bool is_exec;
379 };
380
381 static int cmp_elf_segs(const void *_a, const void *_b)
382 {
383         const struct elf_seg *a = _a;
384         const struct elf_seg *b = _b;
385
386         return a->start < b->start ? -1 : 1;
387 }
388
389 static int parse_elf_segs(Elf *elf, const char *path, struct elf_seg **segs, size_t *seg_cnt)
390 {
391         GElf_Phdr phdr;
392         size_t n;
393         int i, err;
394         struct elf_seg *seg;
395         void *tmp;
396
397         *seg_cnt = 0;
398
399         if (elf_getphdrnum(elf, &n)) {
400                 err = -errno;
401                 return err;
402         }
403
404         for (i = 0; i < n; i++) {
405                 if (!gelf_getphdr(elf, i, &phdr)) {
406                         err = -errno;
407                         return err;
408                 }
409
410                 pr_debug("usdt: discovered PHDR #%d in '%s': vaddr 0x%lx memsz 0x%lx offset 0x%lx type 0x%lx flags 0x%lx\n",
411                          i, path, (long)phdr.p_vaddr, (long)phdr.p_memsz, (long)phdr.p_offset,
412                          (long)phdr.p_type, (long)phdr.p_flags);
413                 if (phdr.p_type != PT_LOAD)
414                         continue;
415
416                 tmp = libbpf_reallocarray(*segs, *seg_cnt + 1, sizeof(**segs));
417                 if (!tmp)
418                         return -ENOMEM;
419
420                 *segs = tmp;
421                 seg = *segs + *seg_cnt;
422                 (*seg_cnt)++;
423
424                 seg->start = phdr.p_vaddr;
425                 seg->end = phdr.p_vaddr + phdr.p_memsz;
426                 seg->offset = phdr.p_offset;
427                 seg->is_exec = phdr.p_flags & PF_X;
428         }
429
430         if (*seg_cnt == 0) {
431                 pr_warn("usdt: failed to find PT_LOAD program headers in '%s'\n", path);
432                 return -ESRCH;
433         }
434
435         qsort(*segs, *seg_cnt, sizeof(**segs), cmp_elf_segs);
436         return 0;
437 }
438
439 static int parse_lib_segs(int pid, const char *lib_path, struct elf_seg **segs, size_t *seg_cnt)
440 {
441         char path[PATH_MAX], line[PATH_MAX], mode[16];
442         size_t seg_start, seg_end, seg_off;
443         struct elf_seg *seg;
444         int tmp_pid, i, err;
445         FILE *f;
446
447         *seg_cnt = 0;
448
449         /* Handle containerized binaries only accessible from
450          * /proc/<pid>/root/<path>. They will be reported as just /<path> in
451          * /proc/<pid>/maps.
452          */
453         if (sscanf(lib_path, "/proc/%d/root%s", &tmp_pid, path) == 2 && pid == tmp_pid)
454                 goto proceed;
455
456         if (!realpath(lib_path, path)) {
457                 pr_warn("usdt: failed to get absolute path of '%s' (err %d), using path as is...\n",
458                         lib_path, -errno);
459                 strcpy(path, lib_path);
460         }
461
462 proceed:
463         sprintf(line, "/proc/%d/maps", pid);
464         f = fopen(line, "r");
465         if (!f) {
466                 err = -errno;
467                 pr_warn("usdt: failed to open '%s' to get base addr of '%s': %d\n",
468                         line, lib_path, err);
469                 return err;
470         }
471
472         /* We need to handle lines with no path at the end:
473          *
474          * 7f5c6f5d1000-7f5c6f5d3000 rw-p 001c7000 08:04 21238613      /usr/lib64/libc-2.17.so
475          * 7f5c6f5d3000-7f5c6f5d8000 rw-p 00000000 00:00 0
476          * 7f5c6f5d8000-7f5c6f5d9000 r-xp 00000000 103:01 362990598    /data/users/andriin/linux/tools/bpf/usdt/libhello_usdt.so
477          */
478         while (fscanf(f, "%zx-%zx %s %zx %*s %*d%[^\n]\n",
479                       &seg_start, &seg_end, mode, &seg_off, line) == 5) {
480                 void *tmp;
481
482                 /* to handle no path case (see above) we need to capture line
483                  * without skipping any whitespaces. So we need to strip
484                  * leading whitespaces manually here
485                  */
486                 i = 0;
487                 while (isblank(line[i]))
488                         i++;
489                 if (strcmp(line + i, path) != 0)
490                         continue;
491
492                 pr_debug("usdt: discovered segment for lib '%s': addrs %zx-%zx mode %s offset %zx\n",
493                          path, seg_start, seg_end, mode, seg_off);
494
495                 /* ignore non-executable sections for shared libs */
496                 if (mode[2] != 'x')
497                         continue;
498
499                 tmp = libbpf_reallocarray(*segs, *seg_cnt + 1, sizeof(**segs));
500                 if (!tmp) {
501                         err = -ENOMEM;
502                         goto err_out;
503                 }
504
505                 *segs = tmp;
506                 seg = *segs + *seg_cnt;
507                 *seg_cnt += 1;
508
509                 seg->start = seg_start;
510                 seg->end = seg_end;
511                 seg->offset = seg_off;
512                 seg->is_exec = true;
513         }
514
515         if (*seg_cnt == 0) {
516                 pr_warn("usdt: failed to find '%s' (resolved to '%s') within PID %d memory mappings\n",
517                         lib_path, path, pid);
518                 err = -ESRCH;
519                 goto err_out;
520         }
521
522         qsort(*segs, *seg_cnt, sizeof(**segs), cmp_elf_segs);
523         err = 0;
524 err_out:
525         fclose(f);
526         return err;
527 }
528
529 static struct elf_seg *find_elf_seg(struct elf_seg *segs, size_t seg_cnt, long addr, bool relative)
530 {
531         struct elf_seg *seg;
532         int i;
533
534         if (relative) {
535                 /* for shared libraries, address is relative offset and thus
536                  * should be fall within logical offset-based range of
537                  * [offset_start, offset_end)
538                  */
539                 for (i = 0, seg = segs; i < seg_cnt; i++, seg++) {
540                         if (seg->offset <= addr && addr < seg->offset + (seg->end - seg->start))
541                                 return seg;
542                 }
543         } else {
544                 /* for binaries, address is absolute and thus should be within
545                  * absolute address range of [seg_start, seg_end)
546                  */
547                 for (i = 0, seg = segs; i < seg_cnt; i++, seg++) {
548                         if (seg->start <= addr && addr < seg->end)
549                                 return seg;
550                 }
551         }
552
553         return NULL;
554 }
555
556 static int parse_usdt_note(Elf *elf, const char *path, long base_addr,
557                            GElf_Nhdr *nhdr, const char *data, size_t name_off, size_t desc_off,
558                            struct usdt_note *usdt_note);
559
560 static int parse_usdt_spec(struct usdt_spec *spec, const struct usdt_note *note, long usdt_cookie);
561
562 static int collect_usdt_targets(struct usdt_manager *man, Elf *elf, const char *path, pid_t pid,
563                                 const char *usdt_provider, const char *usdt_name, long usdt_cookie,
564                                 struct usdt_target **out_targets, size_t *out_target_cnt)
565 {
566         size_t off, name_off, desc_off, seg_cnt = 0, lib_seg_cnt = 0, target_cnt = 0;
567         struct elf_seg *segs = NULL, *lib_segs = NULL;
568         struct usdt_target *targets = NULL, *target;
569         long base_addr = 0;
570         Elf_Scn *notes_scn, *base_scn;
571         GElf_Shdr base_shdr, notes_shdr;
572         GElf_Ehdr ehdr;
573         GElf_Nhdr nhdr;
574         Elf_Data *data;
575         int err;
576
577         *out_targets = NULL;
578         *out_target_cnt = 0;
579
580         err = find_elf_sec_by_name(elf, USDT_NOTE_SEC, &notes_shdr, &notes_scn);
581         if (err) {
582                 pr_warn("usdt: no USDT notes section (%s) found in '%s'\n", USDT_NOTE_SEC, path);
583                 return err;
584         }
585
586         if (notes_shdr.sh_type != SHT_NOTE || !gelf_getehdr(elf, &ehdr)) {
587                 pr_warn("usdt: invalid USDT notes section (%s) in '%s'\n", USDT_NOTE_SEC, path);
588                 return -EINVAL;
589         }
590
591         err = parse_elf_segs(elf, path, &segs, &seg_cnt);
592         if (err) {
593                 pr_warn("usdt: failed to process ELF program segments for '%s': %d\n", path, err);
594                 goto err_out;
595         }
596
597         /* .stapsdt.base ELF section is optional, but is used for prelink
598          * offset compensation (see a big comment further below)
599          */
600         if (find_elf_sec_by_name(elf, USDT_BASE_SEC, &base_shdr, &base_scn) == 0)
601                 base_addr = base_shdr.sh_addr;
602
603         data = elf_getdata(notes_scn, 0);
604         off = 0;
605         while ((off = gelf_getnote(data, off, &nhdr, &name_off, &desc_off)) > 0) {
606                 long usdt_abs_ip, usdt_rel_ip, usdt_sema_off = 0;
607                 struct usdt_note note;
608                 struct elf_seg *seg = NULL;
609                 void *tmp;
610
611                 err = parse_usdt_note(elf, path, base_addr, &nhdr,
612                                       data->d_buf, name_off, desc_off, &note);
613                 if (err)
614                         goto err_out;
615
616                 if (strcmp(note.provider, usdt_provider) != 0 || strcmp(note.name, usdt_name) != 0)
617                         continue;
618
619                 /* We need to compensate "prelink effect". See [0] for details,
620                  * relevant parts quoted here:
621                  *
622                  * Each SDT probe also expands into a non-allocated ELF note. You can
623                  * find this by looking at SHT_NOTE sections and decoding the format;
624                  * see below for details. Because the note is non-allocated, it means
625                  * there is no runtime cost, and also preserved in both stripped files
626                  * and .debug files.
627                  *
628                  * However, this means that prelink won't adjust the note's contents
629                  * for address offsets. Instead, this is done via the .stapsdt.base
630                  * section. This is a special section that is added to the text. We
631                  * will only ever have one of these sections in a final link and it
632                  * will only ever be one byte long. Nothing about this section itself
633                  * matters, we just use it as a marker to detect prelink address
634                  * adjustments.
635                  *
636                  * Each probe note records the link-time address of the .stapsdt.base
637                  * section alongside the probe PC address. The decoder compares the
638                  * base address stored in the note with the .stapsdt.base section's
639                  * sh_addr. Initially these are the same, but the section header will
640                  * be adjusted by prelink. So the decoder applies the difference to
641                  * the probe PC address to get the correct prelinked PC address; the
642                  * same adjustment is applied to the semaphore address, if any.
643                  *
644                  *   [0] https://sourceware.org/systemtap/wiki/UserSpaceProbeImplementation
645                  */
646                 usdt_rel_ip = usdt_abs_ip = note.loc_addr;
647                 if (base_addr) {
648                         usdt_abs_ip += base_addr - note.base_addr;
649                         usdt_rel_ip += base_addr - note.base_addr;
650                 }
651
652                 if (ehdr.e_type == ET_EXEC) {
653                         /* When attaching uprobes (which what USDTs basically
654                          * are) kernel expects a relative IP to be specified,
655                          * so if we are attaching to an executable ELF binary
656                          * (i.e., not a shared library), we need to calculate
657                          * proper relative IP based on ELF's load address
658                          */
659                         seg = find_elf_seg(segs, seg_cnt, usdt_abs_ip, false /* relative */);
660                         if (!seg) {
661                                 err = -ESRCH;
662                                 pr_warn("usdt: failed to find ELF program segment for '%s:%s' in '%s' at IP 0x%lx\n",
663                                         usdt_provider, usdt_name, path, usdt_abs_ip);
664                                 goto err_out;
665                         }
666                         if (!seg->is_exec) {
667                                 err = -ESRCH;
668                                 pr_warn("usdt: matched ELF binary '%s' segment [0x%lx, 0x%lx) for '%s:%s' at IP 0x%lx is not executable\n",
669                                         path, seg->start, seg->end, usdt_provider, usdt_name,
670                                         usdt_abs_ip);
671                                 goto err_out;
672                         }
673
674                         usdt_rel_ip = usdt_abs_ip - (seg->start - seg->offset);
675                 } else if (!man->has_bpf_cookie) { /* ehdr.e_type == ET_DYN */
676                         /* If we don't have BPF cookie support but need to
677                          * attach to a shared library, we'll need to know and
678                          * record absolute addresses of attach points due to
679                          * the need to lookup USDT spec by absolute IP of
680                          * triggered uprobe. Doing this resolution is only
681                          * possible when we have a specific PID of the process
682                          * that's using specified shared library. BPF cookie
683                          * removes the absolute address limitation as we don't
684                          * need to do this lookup (we just use BPF cookie as
685                          * an index of USDT spec), so for newer kernels with
686                          * BPF cookie support libbpf supports USDT attachment
687                          * to shared libraries with no PID filter.
688                          */
689                         if (pid < 0) {
690                                 pr_warn("usdt: attaching to shared libraries without specific PID is not supported on current kernel\n");
691                                 err = -ENOTSUP;
692                                 goto err_out;
693                         }
694
695                         /* lib_segs are lazily initialized only if necessary */
696                         if (lib_seg_cnt == 0) {
697                                 err = parse_lib_segs(pid, path, &lib_segs, &lib_seg_cnt);
698                                 if (err) {
699                                         pr_warn("usdt: failed to get memory segments in PID %d for shared library '%s': %d\n",
700                                                 pid, path, err);
701                                         goto err_out;
702                                 }
703                         }
704
705                         seg = find_elf_seg(lib_segs, lib_seg_cnt, usdt_rel_ip, true /* relative */);
706                         if (!seg) {
707                                 err = -ESRCH;
708                                 pr_warn("usdt: failed to find shared lib memory segment for '%s:%s' in '%s' at relative IP 0x%lx\n",
709                                         usdt_provider, usdt_name, path, usdt_rel_ip);
710                                 goto err_out;
711                         }
712
713                         usdt_abs_ip = seg->start + (usdt_rel_ip - seg->offset);
714                 }
715
716                 pr_debug("usdt: probe for '%s:%s' in %s '%s': addr 0x%lx base 0x%lx (resolved abs_ip 0x%lx rel_ip 0x%lx) args '%s' in segment [0x%lx, 0x%lx) at offset 0x%lx\n",
717                          usdt_provider, usdt_name, ehdr.e_type == ET_EXEC ? "exec" : "lib ", path,
718                          note.loc_addr, note.base_addr, usdt_abs_ip, usdt_rel_ip, note.args,
719                          seg ? seg->start : 0, seg ? seg->end : 0, seg ? seg->offset : 0);
720
721                 /* Adjust semaphore address to be a relative offset */
722                 if (note.sema_addr) {
723                         if (!man->has_sema_refcnt) {
724                                 pr_warn("usdt: kernel doesn't support USDT semaphore refcounting for '%s:%s' in '%s'\n",
725                                         usdt_provider, usdt_name, path);
726                                 err = -ENOTSUP;
727                                 goto err_out;
728                         }
729
730                         seg = find_elf_seg(segs, seg_cnt, note.sema_addr, false /* relative */);
731                         if (!seg) {
732                                 err = -ESRCH;
733                                 pr_warn("usdt: failed to find ELF loadable segment with semaphore of '%s:%s' in '%s' at 0x%lx\n",
734                                         usdt_provider, usdt_name, path, note.sema_addr);
735                                 goto err_out;
736                         }
737                         if (seg->is_exec) {
738                                 err = -ESRCH;
739                                 pr_warn("usdt: matched ELF binary '%s' segment [0x%lx, 0x%lx] for semaphore of '%s:%s' at 0x%lx is executable\n",
740                                         path, seg->start, seg->end, usdt_provider, usdt_name,
741                                         note.sema_addr);
742                                 goto err_out;
743                         }
744
745                         usdt_sema_off = note.sema_addr - (seg->start - seg->offset);
746
747                         pr_debug("usdt: sema  for '%s:%s' in %s '%s': addr 0x%lx base 0x%lx (resolved 0x%lx) in segment [0x%lx, 0x%lx] at offset 0x%lx\n",
748                                  usdt_provider, usdt_name, ehdr.e_type == ET_EXEC ? "exec" : "lib ",
749                                  path, note.sema_addr, note.base_addr, usdt_sema_off,
750                                  seg->start, seg->end, seg->offset);
751                 }
752
753                 /* Record adjusted addresses and offsets and parse USDT spec */
754                 tmp = libbpf_reallocarray(targets, target_cnt + 1, sizeof(*targets));
755                 if (!tmp) {
756                         err = -ENOMEM;
757                         goto err_out;
758                 }
759                 targets = tmp;
760
761                 target = &targets[target_cnt];
762                 memset(target, 0, sizeof(*target));
763
764                 target->abs_ip = usdt_abs_ip;
765                 target->rel_ip = usdt_rel_ip;
766                 target->sema_off = usdt_sema_off;
767
768                 /* notes->args references strings from Elf itself, so they can
769                  * be referenced safely until elf_end() call
770                  */
771                 target->spec_str = note.args;
772
773                 err = parse_usdt_spec(&target->spec, &note, usdt_cookie);
774                 if (err)
775                         goto err_out;
776
777                 target_cnt++;
778         }
779
780         *out_targets = targets;
781         *out_target_cnt = target_cnt;
782         err = target_cnt;
783
784 err_out:
785         free(segs);
786         free(lib_segs);
787         if (err < 0)
788                 free(targets);
789         return err;
790 }
791
792 struct bpf_link_usdt {
793         struct bpf_link link;
794
795         struct usdt_manager *usdt_man;
796
797         size_t spec_cnt;
798         int *spec_ids;
799
800         size_t uprobe_cnt;
801         struct {
802                 long abs_ip;
803                 struct bpf_link *link;
804         } *uprobes;
805 };
806
807 static int bpf_link_usdt_detach(struct bpf_link *link)
808 {
809         struct bpf_link_usdt *usdt_link = container_of(link, struct bpf_link_usdt, link);
810         struct usdt_manager *man = usdt_link->usdt_man;
811         int i;
812
813         for (i = 0; i < usdt_link->uprobe_cnt; i++) {
814                 /* detach underlying uprobe link */
815                 bpf_link__destroy(usdt_link->uprobes[i].link);
816                 /* there is no need to update specs map because it will be
817                  * unconditionally overwritten on subsequent USDT attaches,
818                  * but if BPF cookies are not used we need to remove entry
819                  * from ip_to_spec_id map, otherwise we'll run into false
820                  * conflicting IP errors
821                  */
822                 if (!man->has_bpf_cookie) {
823                         /* not much we can do about errors here */
824                         (void)bpf_map_delete_elem(bpf_map__fd(man->ip_to_spec_id_map),
825                                                   &usdt_link->uprobes[i].abs_ip);
826                 }
827         }
828
829         /* try to return the list of previously used spec IDs to usdt_manager
830          * for future reuse for subsequent USDT attaches
831          */
832         if (!man->free_spec_ids) {
833                 /* if there were no free spec IDs yet, just transfer our IDs */
834                 man->free_spec_ids = usdt_link->spec_ids;
835                 man->free_spec_cnt = usdt_link->spec_cnt;
836                 usdt_link->spec_ids = NULL;
837         } else {
838                 /* otherwise concat IDs */
839                 size_t new_cnt = man->free_spec_cnt + usdt_link->spec_cnt;
840                 int *new_free_ids;
841
842                 new_free_ids = libbpf_reallocarray(man->free_spec_ids, new_cnt,
843                                                    sizeof(*new_free_ids));
844                 /* If we couldn't resize free_spec_ids, we'll just leak
845                  * a bunch of free IDs; this is very unlikely to happen and if
846                  * system is so exausted on memory, it's the least of user's
847                  * concerns, probably.
848                  * So just do our best here to return those IDs to usdt_manager.
849                  */
850                 if (new_free_ids) {
851                         memcpy(new_free_ids + man->free_spec_cnt, usdt_link->spec_ids,
852                                usdt_link->spec_cnt * sizeof(*usdt_link->spec_ids));
853                         man->free_spec_ids = new_free_ids;
854                         man->free_spec_cnt = new_cnt;
855                 }
856         }
857
858         return 0;
859 }
860
861 static void bpf_link_usdt_dealloc(struct bpf_link *link)
862 {
863         struct bpf_link_usdt *usdt_link = container_of(link, struct bpf_link_usdt, link);
864
865         free(usdt_link->spec_ids);
866         free(usdt_link->uprobes);
867         free(usdt_link);
868 }
869
870 static size_t specs_hash_fn(const void *key, void *ctx)
871 {
872         const char *s = key;
873
874         return str_hash(s);
875 }
876
877 static bool specs_equal_fn(const void *key1, const void *key2, void *ctx)
878 {
879         const char *s1 = key1;
880         const char *s2 = key2;
881
882         return strcmp(s1, s2) == 0;
883 }
884
885 static int allocate_spec_id(struct usdt_manager *man, struct hashmap *specs_hash,
886                             struct bpf_link_usdt *link, struct usdt_target *target,
887                             int *spec_id, bool *is_new)
888 {
889         void *tmp;
890         int err;
891
892         /* check if we already allocated spec ID for this spec string */
893         if (hashmap__find(specs_hash, target->spec_str, &tmp)) {
894                 *spec_id = (long)tmp;
895                 *is_new = false;
896                 return 0;
897         }
898
899         /* otherwise it's a new ID that needs to be set up in specs map and
900          * returned back to usdt_manager when USDT link is detached
901          */
902         tmp = libbpf_reallocarray(link->spec_ids, link->spec_cnt + 1, sizeof(*link->spec_ids));
903         if (!tmp)
904                 return -ENOMEM;
905         link->spec_ids = tmp;
906
907         /* get next free spec ID, giving preference to free list, if not empty */
908         if (man->free_spec_cnt) {
909                 *spec_id = man->free_spec_ids[man->free_spec_cnt - 1];
910
911                 /* cache spec ID for current spec string for future lookups */
912                 err = hashmap__add(specs_hash, target->spec_str, (void *)(long)*spec_id);
913                 if (err)
914                          return err;
915
916                 man->free_spec_cnt--;
917         } else {
918                 /* don't allocate spec ID bigger than what fits in specs map */
919                 if (man->next_free_spec_id >= bpf_map__max_entries(man->specs_map))
920                         return -E2BIG;
921
922                 *spec_id = man->next_free_spec_id;
923
924                 /* cache spec ID for current spec string for future lookups */
925                 err = hashmap__add(specs_hash, target->spec_str, (void *)(long)*spec_id);
926                 if (err)
927                          return err;
928
929                 man->next_free_spec_id++;
930         }
931
932         /* remember new spec ID in the link for later return back to free list on detach */
933         link->spec_ids[link->spec_cnt] = *spec_id;
934         link->spec_cnt++;
935         *is_new = true;
936         return 0;
937 }
938
939 struct bpf_link *usdt_manager_attach_usdt(struct usdt_manager *man, const struct bpf_program *prog,
940                                           pid_t pid, const char *path,
941                                           const char *usdt_provider, const char *usdt_name,
942                                           long usdt_cookie)
943 {
944         int i, fd, err, spec_map_fd, ip_map_fd;
945         LIBBPF_OPTS(bpf_uprobe_opts, opts);
946         struct hashmap *specs_hash = NULL;
947         struct bpf_link_usdt *link = NULL;
948         struct usdt_target *targets = NULL;
949         size_t target_cnt;
950         Elf *elf;
951
952         spec_map_fd = bpf_map__fd(man->specs_map);
953         ip_map_fd = bpf_map__fd(man->ip_to_spec_id_map);
954
955         /* TODO: perform path resolution similar to uprobe's */
956         fd = open(path, O_RDONLY);
957         if (fd < 0) {
958                 err = -errno;
959                 pr_warn("usdt: failed to open ELF binary '%s': %d\n", path, err);
960                 return libbpf_err_ptr(err);
961         }
962
963         elf = elf_begin(fd, ELF_C_READ_MMAP, NULL);
964         if (!elf) {
965                 err = -EBADF;
966                 pr_warn("usdt: failed to parse ELF binary '%s': %s\n", path, elf_errmsg(-1));
967                 goto err_out;
968         }
969
970         err = sanity_check_usdt_elf(elf, path);
971         if (err)
972                 goto err_out;
973
974         /* normalize PID filter */
975         if (pid < 0)
976                 pid = -1;
977         else if (pid == 0)
978                 pid = getpid();
979
980         /* discover USDT in given binary, optionally limiting
981          * activations to a given PID, if pid > 0
982          */
983         err = collect_usdt_targets(man, elf, path, pid, usdt_provider, usdt_name,
984                                    usdt_cookie, &targets, &target_cnt);
985         if (err <= 0) {
986                 err = (err == 0) ? -ENOENT : err;
987                 goto err_out;
988         }
989
990         specs_hash = hashmap__new(specs_hash_fn, specs_equal_fn, NULL);
991         if (IS_ERR(specs_hash)) {
992                 err = PTR_ERR(specs_hash);
993                 goto err_out;
994         }
995
996         link = calloc(1, sizeof(*link));
997         if (!link) {
998                 err = -ENOMEM;
999                 goto err_out;
1000         }
1001
1002         link->usdt_man = man;
1003         link->link.detach = &bpf_link_usdt_detach;
1004         link->link.dealloc = &bpf_link_usdt_dealloc;
1005
1006         link->uprobes = calloc(target_cnt, sizeof(*link->uprobes));
1007         if (!link->uprobes) {
1008                 err = -ENOMEM;
1009                 goto err_out;
1010         }
1011
1012         for (i = 0; i < target_cnt; i++) {
1013                 struct usdt_target *target = &targets[i];
1014                 struct bpf_link *uprobe_link;
1015                 bool is_new;
1016                 int spec_id;
1017
1018                 /* Spec ID can be either reused or newly allocated. If it is
1019                  * newly allocated, we'll need to fill out spec map, otherwise
1020                  * entire spec should be valid and can be just used by a new
1021                  * uprobe. We reuse spec when USDT arg spec is identical. We
1022                  * also never share specs between two different USDT
1023                  * attachments ("links"), so all the reused specs already
1024                  * share USDT cookie value implicitly.
1025                  */
1026                 err = allocate_spec_id(man, specs_hash, link, target, &spec_id, &is_new);
1027                 if (err)
1028                         goto err_out;
1029
1030                 if (is_new && bpf_map_update_elem(spec_map_fd, &spec_id, &target->spec, BPF_ANY)) {
1031                         err = -errno;
1032                         pr_warn("usdt: failed to set USDT spec #%d for '%s:%s' in '%s': %d\n",
1033                                 spec_id, usdt_provider, usdt_name, path, err);
1034                         goto err_out;
1035                 }
1036                 if (!man->has_bpf_cookie &&
1037                     bpf_map_update_elem(ip_map_fd, &target->abs_ip, &spec_id, BPF_NOEXIST)) {
1038                         err = -errno;
1039                         if (err == -EEXIST) {
1040                                 pr_warn("usdt: IP collision detected for spec #%d for '%s:%s' in '%s'\n",
1041                                         spec_id, usdt_provider, usdt_name, path);
1042                         } else {
1043                                 pr_warn("usdt: failed to map IP 0x%lx to spec #%d for '%s:%s' in '%s': %d\n",
1044                                         target->abs_ip, spec_id, usdt_provider, usdt_name,
1045                                         path, err);
1046                         }
1047                         goto err_out;
1048                 }
1049
1050                 opts.ref_ctr_offset = target->sema_off;
1051                 opts.bpf_cookie = man->has_bpf_cookie ? spec_id : 0;
1052                 uprobe_link = bpf_program__attach_uprobe_opts(prog, pid, path,
1053                                                               target->rel_ip, &opts);
1054                 err = libbpf_get_error(uprobe_link);
1055                 if (err) {
1056                         pr_warn("usdt: failed to attach uprobe #%d for '%s:%s' in '%s': %d\n",
1057                                 i, usdt_provider, usdt_name, path, err);
1058                         goto err_out;
1059                 }
1060
1061                 link->uprobes[i].link = uprobe_link;
1062                 link->uprobes[i].abs_ip = target->abs_ip;
1063                 link->uprobe_cnt++;
1064         }
1065
1066         free(targets);
1067         hashmap__free(specs_hash);
1068         elf_end(elf);
1069         close(fd);
1070
1071         return &link->link;
1072
1073 err_out:
1074         bpf_link__destroy(&link->link);
1075
1076         free(targets);
1077         hashmap__free(specs_hash);
1078         if (elf)
1079                 elf_end(elf);
1080         close(fd);
1081         return libbpf_err_ptr(err);
1082 }
1083
1084 /* Parse out USDT ELF note from '.note.stapsdt' section.
1085  * Logic inspired by perf's code.
1086  */
1087 static int parse_usdt_note(Elf *elf, const char *path, long base_addr,
1088                            GElf_Nhdr *nhdr, const char *data, size_t name_off, size_t desc_off,
1089                            struct usdt_note *note)
1090 {
1091         const char *provider, *name, *args;
1092         long addrs[3];
1093         size_t len;
1094
1095         /* sanity check USDT note name and type first */
1096         if (strncmp(data + name_off, USDT_NOTE_NAME, nhdr->n_namesz) != 0)
1097                 return -EINVAL;
1098         if (nhdr->n_type != USDT_NOTE_TYPE)
1099                 return -EINVAL;
1100
1101         /* sanity check USDT note contents ("description" in ELF terminology) */
1102         len = nhdr->n_descsz;
1103         data = data + desc_off;
1104
1105         /* +3 is the very minimum required to store three empty strings */
1106         if (len < sizeof(addrs) + 3)
1107                 return -EINVAL;
1108
1109         /* get location, base, and semaphore addrs */
1110         memcpy(&addrs, data, sizeof(addrs));
1111
1112         /* parse string fields: provider, name, args */
1113         provider = data + sizeof(addrs);
1114
1115         name = (const char *)memchr(provider, '\0', data + len - provider);
1116         if (!name) /* non-zero-terminated provider */
1117                 return -EINVAL;
1118         name++;
1119         if (name >= data + len || *name == '\0') /* missing or empty name */
1120                 return -EINVAL;
1121
1122         args = memchr(name, '\0', data + len - name);
1123         if (!args) /* non-zero-terminated name */
1124                 return -EINVAL;
1125         ++args;
1126         if (args >= data + len) /* missing arguments spec */
1127                 return -EINVAL;
1128
1129         note->provider = provider;
1130         note->name = name;
1131         if (*args == '\0' || *args == ':')
1132                 note->args = "";
1133         else
1134                 note->args = args;
1135         note->loc_addr = addrs[0];
1136         note->base_addr = addrs[1];
1137         note->sema_addr = addrs[2];
1138
1139         return 0;
1140 }
1141
1142 static int parse_usdt_arg(const char *arg_str, int arg_num, struct usdt_arg_spec *arg);
1143
1144 static int parse_usdt_spec(struct usdt_spec *spec, const struct usdt_note *note, long usdt_cookie)
1145 {
1146         const char *s;
1147         int len;
1148
1149         spec->usdt_cookie = usdt_cookie;
1150         spec->arg_cnt = 0;
1151
1152         s = note->args;
1153         while (s[0]) {
1154                 if (spec->arg_cnt >= USDT_MAX_ARG_CNT) {
1155                         pr_warn("usdt: too many USDT arguments (> %d) for '%s:%s' with args spec '%s'\n",
1156                                 USDT_MAX_ARG_CNT, note->provider, note->name, note->args);
1157                         return -E2BIG;
1158                 }
1159
1160                 len = parse_usdt_arg(s, spec->arg_cnt, &spec->args[spec->arg_cnt]);
1161                 if (len < 0)
1162                         return len;
1163
1164                 s += len;
1165                 spec->arg_cnt++;
1166         }
1167
1168         return 0;
1169 }
1170
1171 /* Architecture-specific logic for parsing USDT argument location specs */
1172
1173 #if defined(__x86_64__) || defined(__i386__)
1174
1175 static int calc_pt_regs_off(const char *reg_name)
1176 {
1177         static struct {
1178                 const char *names[4];
1179                 size_t pt_regs_off;
1180         } reg_map[] = {
1181 #if __x86_64__
1182 #define reg_off(reg64, reg32) offsetof(struct pt_regs, reg64)
1183 #else
1184 #define reg_off(reg64, reg32) offsetof(struct pt_regs, reg32)
1185 #endif
1186                 { {"rip", "eip", "", ""}, reg_off(rip, eip) },
1187                 { {"rax", "eax", "ax", "al"}, reg_off(rax, eax) },
1188                 { {"rbx", "ebx", "bx", "bl"}, reg_off(rbx, ebx) },
1189                 { {"rcx", "ecx", "cx", "cl"}, reg_off(rcx, ecx) },
1190                 { {"rdx", "edx", "dx", "dl"}, reg_off(rdx, edx) },
1191                 { {"rsi", "esi", "si", "sil"}, reg_off(rsi, esi) },
1192                 { {"rdi", "edi", "di", "dil"}, reg_off(rdi, edi) },
1193                 { {"rbp", "ebp", "bp", "bpl"}, reg_off(rbp, ebp) },
1194                 { {"rsp", "esp", "sp", "spl"}, reg_off(rsp, esp) },
1195 #undef reg_off
1196 #if __x86_64__
1197                 { {"r8", "r8d", "r8w", "r8b"}, offsetof(struct pt_regs, r8) },
1198                 { {"r9", "r9d", "r9w", "r9b"}, offsetof(struct pt_regs, r9) },
1199                 { {"r10", "r10d", "r10w", "r10b"}, offsetof(struct pt_regs, r10) },
1200                 { {"r11", "r11d", "r11w", "r11b"}, offsetof(struct pt_regs, r11) },
1201                 { {"r12", "r12d", "r12w", "r12b"}, offsetof(struct pt_regs, r12) },
1202                 { {"r13", "r13d", "r13w", "r13b"}, offsetof(struct pt_regs, r13) },
1203                 { {"r14", "r14d", "r14w", "r14b"}, offsetof(struct pt_regs, r14) },
1204                 { {"r15", "r15d", "r15w", "r15b"}, offsetof(struct pt_regs, r15) },
1205 #endif
1206         };
1207         int i, j;
1208
1209         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(reg_map); i++) {
1210                 for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(reg_map[i].names); j++) {
1211                         if (strcmp(reg_name, reg_map[i].names[j]) == 0)
1212                                 return reg_map[i].pt_regs_off;
1213                 }
1214         }
1215
1216         pr_warn("usdt: unrecognized register '%s'\n", reg_name);
1217         return -ENOENT;
1218 }
1219
1220 static int parse_usdt_arg(const char *arg_str, int arg_num, struct usdt_arg_spec *arg)
1221 {
1222         char *reg_name = NULL;
1223         int arg_sz, len, reg_off;
1224         long off;
1225
1226         if (sscanf(arg_str, " %d @ %ld ( %%%m[^)] ) %n", &arg_sz, &off, &reg_name, &len) == 3) {
1227                 /* Memory dereference case, e.g., -4@-20(%rbp) */
1228                 arg->arg_type = USDT_ARG_REG_DEREF;
1229                 arg->val_off = off;
1230                 reg_off = calc_pt_regs_off(reg_name);
1231                 free(reg_name);
1232                 if (reg_off < 0)
1233                         return reg_off;
1234                 arg->reg_off = reg_off;
1235         } else if (sscanf(arg_str, " %d @ %%%ms %n", &arg_sz, &reg_name, &len) == 2) {
1236                 /* Register read case, e.g., -4@%eax */
1237                 arg->arg_type = USDT_ARG_REG;
1238                 arg->val_off = 0;
1239
1240                 reg_off = calc_pt_regs_off(reg_name);
1241                 free(reg_name);
1242                 if (reg_off < 0)
1243                         return reg_off;
1244                 arg->reg_off = reg_off;
1245         } else if (sscanf(arg_str, " %d @ $%ld %n", &arg_sz, &off, &len) == 2) {
1246                 /* Constant value case, e.g., 4@$71 */
1247                 arg->arg_type = USDT_ARG_CONST;
1248                 arg->val_off = off;
1249                 arg->reg_off = 0;
1250         } else {
1251                 pr_warn("usdt: unrecognized arg #%d spec '%s'\n", arg_num, arg_str);
1252                 return -EINVAL;
1253         }
1254
1255         arg->arg_signed = arg_sz < 0;
1256         if (arg_sz < 0)
1257                 arg_sz = -arg_sz;
1258
1259         switch (arg_sz) {
1260         case 1: case 2: case 4: case 8:
1261                 arg->arg_bitshift = 64 - arg_sz * 8;
1262                 break;
1263         default:
1264                 pr_warn("usdt: unsupported arg #%d (spec '%s') size: %d\n",
1265                         arg_num, arg_str, arg_sz);
1266                 return -EINVAL;
1267         }
1268
1269         return len;
1270 }
1271
1272 #else
1273
1274 static int parse_usdt_arg(const char *arg_str, int arg_num, struct usdt_arg_spec *arg)
1275 {
1276         pr_warn("usdt: libbpf doesn't support USDTs on current architecture\n");
1277         return -ENOTSUP;
1278 }
1279
1280 #endif