Quelle  relo_core.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: (LGPL-2.1 OR BSD-2-Clause)
/* Copyright (c) 2019 Facebook */

#ifdef __KERNEL__
#include <linux/bpf.h>
#include <linux/btf.h>
#include <linux/string.h>
#include <linux/bpf_verifier.h>
#include "relo_core.h"

static const char *btf_kind_str(const struct btf_type *t)
{
 return btf_type_str(t);
}

static bool is_ldimm64_insn(struct bpf_insn *insn)
{
 return insn->code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW);
}

static const struct btf_type *
skip_mods_and_typedefs(const struct btf *btf, u32 id, u32 *res_id)
{
 return btf_type_skip_modifiers(btf, id, res_id);
}

static const char *btf__name_by_offset(const struct btf *btf, u32 offset)
{
 return btf_name_by_offset(btf, offset);
}

static s64 btf__resolve_size(const struct btf *btf, u32 type_id)
{
 const struct btf_type *t;
 int size;

 t = btf_type_by_id(btf, type_id);
 t = btf_resolve_size(btf, t, &size);
 if (IS_ERR(t))
  return PTR_ERR(t);
 return size;
}

enum libbpf_print_level {
 LIBBPF_WARN,
 LIBBPF_INFO,
 LIBBPF_DEBUG,
};

#undef pr_warn
#undef pr_info
#undef pr_debug
#define pr_warn(fmt, log, ...) bpf_log((void *)log, fmt, "", ##__VA_ARGS__)
#define pr_info(fmt, log, ...) bpf_log((void *)log, fmt, "", ##__VA_ARGS__)
#define pr_debug(fmt, log, ...) bpf_log((void *)log, fmt, "", ##__VA_ARGS__)
#define libbpf_print(level, fmt, ...) bpf_log((void *)prog_name, fmt, ##__VA_ARGS__)
#else
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <ctype.h>
#include <linux/err.h>

#include "libbpf.h"
#include "bpf.h"
#include "btf.h"
#include "str_error.h"
#include "libbpf_internal.h"
#endif

static bool is_flex_arr(const struct btf *btf,
   const struct bpf_core_accessor *acc,
   const struct btf_array *arr)
{
 const struct btf_type *t;

 /* not a flexible array, if not inside a struct or has non-zero size */
 if (!acc->name || arr->nelems > 0)
  return false;

 /* has to be the last member of enclosing struct */
 t = btf_type_by_id(btf, acc->type_id);
 return acc->idx == btf_vlen(t) - 1;
}

static const char *core_relo_kind_str(enum bpf_core_relo_kind kind)
{
 switch (kind) {
 case BPF_CORE_FIELD_BYTE_OFFSET: return "byte_off";
 case BPF_CORE_FIELD_BYTE_SIZE: return "byte_sz";
 case BPF_CORE_FIELD_EXISTS: return "field_exists";
 case BPF_CORE_FIELD_SIGNED: return "signed";
 case BPF_CORE_FIELD_LSHIFT_U64: return "lshift_u64";
 case BPF_CORE_FIELD_RSHIFT_U64: return "rshift_u64";
 case BPF_CORE_TYPE_ID_LOCAL: return "local_type_id";
 case BPF_CORE_TYPE_ID_TARGET: return "target_type_id";
 case BPF_CORE_TYPE_EXISTS: return "type_exists";
 case BPF_CORE_TYPE_MATCHES: return "type_matches";
 case BPF_CORE_TYPE_SIZE: return "type_size";
 case BPF_CORE_ENUMVAL_EXISTS: return "enumval_exists";
 case BPF_CORE_ENUMVAL_VALUE: return "enumval_value";
 default: return "unknown";
 }
}

static bool core_relo_is_field_based(enum bpf_core_relo_kind kind)
{
 switch (kind) {
 case BPF_CORE_FIELD_BYTE_OFFSET:
 case BPF_CORE_FIELD_BYTE_SIZE:
 case BPF_CORE_FIELD_EXISTS:
 case BPF_CORE_FIELD_SIGNED:
 case BPF_CORE_FIELD_LSHIFT_U64:
 case BPF_CORE_FIELD_RSHIFT_U64:
  return true;
 default:
  return false;
 }
}

static bool core_relo_is_type_based(enum bpf_core_relo_kind kind)
{
 switch (kind) {
 case BPF_CORE_TYPE_ID_LOCAL:
 case BPF_CORE_TYPE_ID_TARGET:
 case BPF_CORE_TYPE_EXISTS:
 case BPF_CORE_TYPE_MATCHES:
 case BPF_CORE_TYPE_SIZE:
  return true;
 default:
  return false;
 }
}

static bool core_relo_is_enumval_based(enum bpf_core_relo_kind kind)
{
 switch (kind) {
 case BPF_CORE_ENUMVAL_EXISTS:
 case BPF_CORE_ENUMVAL_VALUE:
  return true;
 default:
  return false;
 }
}

int __bpf_core_types_are_compat(const struct btf *local_btf, __u32 local_id,
    const struct btf *targ_btf, __u32 targ_id, int level)
{
 const struct btf_type *local_type, *targ_type;
 int depth = 32; /* max recursion depth */

 /* caller made sure that names match (ignoring flavor suffix) */
 local_type = btf_type_by_id(local_btf, local_id);
 targ_type = btf_type_by_id(targ_btf, targ_id);
 if (!btf_kind_core_compat(local_type, targ_type))
  return 0;

recur:
 depth--;
 if (depth < 0)
  return -EINVAL;

 local_type = skip_mods_and_typedefs(local_btf, local_id, &local_id);
 targ_type = skip_mods_and_typedefs(targ_btf, targ_id, &targ_id);
 if (!local_type || !targ_type)
  return -EINVAL;

 if (!btf_kind_core_compat(local_type, targ_type))
  return 0;

 switch (btf_kind(local_type)) {
 case BTF_KIND_UNKN:
 case BTF_KIND_STRUCT:
 case BTF_KIND_UNION:
 case BTF_KIND_ENUM:
 case BTF_KIND_FWD:
 case BTF_KIND_ENUM64:
  return 1;
 case BTF_KIND_INT:
  /* just reject deprecated bitfield-like integers; all other
   * integers are by default compatible between each other
 */
  return btf_int_offset(local_type) == 0 && btf_int_offset(targ_type) == 0;
 case BTF_KIND_PTR:
  local_id = local_type->type;
  targ_id = targ_type->type;
  goto recur;
 case BTF_KIND_ARRAY:
  local_id = btf_array(local_type)->type;
  targ_id = btf_array(targ_type)->type;
  goto recur;
 case BTF_KIND_FUNC_PROTO: {
  struct btf_param *local_p = btf_params(local_type);
  struct btf_param *targ_p = btf_params(targ_type);
  __u16 local_vlen = btf_vlen(local_type);
  __u16 targ_vlen = btf_vlen(targ_type);
  int i, err;

  if (local_vlen != targ_vlen)
   return 0;

  for (i = 0; i < local_vlen; i++, local_p++, targ_p++) {
   if (level <= 0)
    return -EINVAL;

   skip_mods_and_typedefs(local_btf, local_p->type, &local_id);
   skip_mods_and_typedefs(targ_btf, targ_p->type, &targ_id);
   err = __bpf_core_types_are_compat(local_btf, local_id, targ_btf, targ_id,
         level - 1);
   if (err <= 0)
    return err;
  }

  /* tail recurse for return type check */
  skip_mods_and_typedefs(local_btf, local_type->type, &local_id);
  skip_mods_and_typedefs(targ_btf, targ_type->type, &targ_id);
  goto recur;
 }
 default:
  pr_warn("unexpected kind %s relocated, local [%d], target [%d]\n",
   btf_kind_str(local_type), local_id, targ_id);
  return 0;
 }
}

/*
 * Turn bpf_core_relo into a low- and high-level spec representation,
 * validating correctness along the way, as well as calculating resulting
 * field bit offset, specified by accessor string. Low-level spec captures
 * every single level of nestedness, including traversing anonymous
 * struct/union members. High-level one only captures semantically meaningful
 * "turning points": named fields and array indicies.
 * E.g., for this case:
 *
 *   struct sample {
 *       int __unimportant;
 *       struct {
 *           int __1;
 *           int __2;
 *           int a[7];
 *       };
 *   };
 *
 *   struct sample *s = ...;
 *
 *   int x = &s->a[3]; // access string = '0:1:2:3'
 *
 * Low-level spec has 1:1 mapping with each element of access string (it's
 * just a parsed access string representation): [0, 1, 2, 3].
 *
 * High-level spec will capture only 3 points:
 *   - initial zero-index access by pointer (&s->... is the same as &s[0]...);
 *   - field 'a' access (corresponds to '2' in low-level spec);
 *   - array element #3 access (corresponds to '3' in low-level spec).
 *
 * Type-based relocations (TYPE_EXISTS/TYPE_MATCHES/TYPE_SIZE,
 * TYPE_ID_LOCAL/TYPE_ID_TARGET) don't capture any field information. Their
 * spec and raw_spec are kept empty.
 *
 * Enum value-based relocations (ENUMVAL_EXISTS/ENUMVAL_VALUE) use access
 * string to specify enumerator's value index that need to be relocated.
 */
int bpf_core_parse_spec(const char *prog_name, const struct btf *btf,
   const struct bpf_core_relo *relo,
   struct bpf_core_spec *spec)
{
 int access_idx, parsed_len, i;
 struct bpf_core_accessor *acc;
 const struct btf_type *t;
 const char *name, *spec_str;
 __u32 id, name_off;
 __s64 sz;

 spec_str = btf__name_by_offset(btf, relo->access_str_off);
 if (str_is_empty(spec_str) || *spec_str == ':')
  return -EINVAL;

 memset(spec, 0, sizeof(*spec));
 spec->btf = btf;
 spec->root_type_id = relo->type_id;
 spec->relo_kind = relo->kind;

 /* type-based relocations don't have a field access string */
 if (core_relo_is_type_based(relo->kind)) {
  if (strcmp(spec_str, "0"))
   return -EINVAL;
  return 0;
 }

 /* parse spec_str="0:1:2:3:4" into array raw_spec=[0, 1, 2, 3, 4] */
 while (*spec_str) {
  if (*spec_str == ':')
   ++spec_str;
  if (sscanf(spec_str, "%d%n", &access_idx, &parsed_len) != 1)
   return -EINVAL;
  if (spec->raw_len == BPF_CORE_SPEC_MAX_LEN)
   return -E2BIG;
  spec_str += parsed_len;
  spec->raw_spec[spec->raw_len++] = access_idx;
 }

 if (spec->raw_len == 0)
  return -EINVAL;

 t = skip_mods_and_typedefs(btf, relo->type_id, &id);
 if (!t)
  return -EINVAL;

 access_idx = spec->raw_spec[0];
 acc = &spec->spec[0];
 acc->type_id = id;
 acc->idx = access_idx;
 spec->len++;

 if (core_relo_is_enumval_based(relo->kind)) {
  if (!btf_is_any_enum(t) || spec->raw_len > 1 || access_idx >= btf_vlen(t))
   return -EINVAL;

  /* record enumerator name in a first accessor */
  name_off = btf_is_enum(t) ? btf_enum(t)[access_idx].name_off
       : btf_enum64(t)[access_idx].name_off;
  acc->name = btf__name_by_offset(btf, name_off);
  return 0;
 }

 if (!core_relo_is_field_based(relo->kind))
  return -EINVAL;

 sz = btf__resolve_size(btf, id);
 if (sz < 0)
  return sz;
 spec->bit_offset = access_idx * sz * 8;

 for (i = 1; i < spec->raw_len; i++) {
  t = skip_mods_and_typedefs(btf, id, &id);
  if (!t)
   return -EINVAL;

  access_idx = spec->raw_spec[i];
  acc = &spec->spec[spec->len];

  if (btf_is_composite(t)) {
   const struct btf_member *m;
   __u32 bit_offset;

   if (access_idx >= btf_vlen(t))
    return -EINVAL;

   bit_offset = btf_member_bit_offset(t, access_idx);
   spec->bit_offset += bit_offset;

   m = btf_members(t) + access_idx;
   if (m->name_off) {
    name = btf__name_by_offset(btf, m->name_off);
    if (str_is_empty(name))
     return -EINVAL;

    acc->type_id = id;
    acc->idx = access_idx;
    acc->name = name;
    spec->len++;
   }

   id = m->type;
  } else if (btf_is_array(t)) {
   const struct btf_array *a = btf_array(t);
   bool flex;

   t = skip_mods_and_typedefs(btf, a->type, &id);
   if (!t)
    return -EINVAL;

   flex = is_flex_arr(btf, acc - 1, a);
   if (!flex && access_idx >= a->nelems)
    return -EINVAL;

   spec->spec[spec->len].type_id = id;
   spec->spec[spec->len].idx = access_idx;
   spec->len++;

   sz = btf__resolve_size(btf, id);
   if (sz < 0)
    return sz;
   spec->bit_offset += access_idx * sz * 8;
  } else {
   pr_warn("prog '%s': relo for [%u] %s (at idx %d) captures type [%d] of unexpected kind %s\n",
    prog_name, relo->type_id, spec_str, i, id, btf_kind_str(t));
   return -EINVAL;
  }
 }

 return 0;
}

/* Check two types for compatibility for the purpose of field access
 * relocation. const/volatile/restrict and typedefs are skipped to ensure we
 * are relocating semantically compatible entities:
 *   - any two STRUCTs/UNIONs are compatible and can be mixed;
 *   - any two FWDs are compatible, if their names match (modulo flavor suffix);
 *   - any two PTRs are always compatible;
 *   - for ENUMs, names should be the same (ignoring flavor suffix) or at
 *     least one of enums should be anonymous;
 *   - for ENUMs, check sizes, names are ignored;
 *   - for INT, size and signedness are ignored;
 *   - any two FLOATs are always compatible;
 *   - for ARRAY, dimensionality is ignored, element types are checked for
 *     compatibility recursively;
 *   - everything else shouldn't be ever a target of relocation.
 * These rules are not set in stone and probably will be adjusted as we get
 * more experience with using BPF CO-RE relocations.
 */
static int bpf_core_fields_are_compat(const struct btf *local_btf,
          __u32 local_id,
          const struct btf *targ_btf,
          __u32 targ_id)
{
 const struct btf_type *local_type, *targ_type;

recur:
 local_type = skip_mods_and_typedefs(local_btf, local_id, &local_id);
 targ_type = skip_mods_and_typedefs(targ_btf, targ_id, &targ_id);
 if (!local_type || !targ_type)
  return -EINVAL;

 if (btf_is_composite(local_type) && btf_is_composite(targ_type))
  return 1;
 if (!btf_kind_core_compat(local_type, targ_type))
  return 0;

 switch (btf_kind(local_type)) {
 case BTF_KIND_PTR:
 case BTF_KIND_FLOAT:
  return 1;
 case BTF_KIND_FWD:
 case BTF_KIND_ENUM64:
 case BTF_KIND_ENUM: {
  const char *local_name, *targ_name;
  size_t local_len, targ_len;

  local_name = btf__name_by_offset(local_btf,
       local_type->name_off);
  targ_name = btf__name_by_offset(targ_btf, targ_type->name_off);
  local_len = bpf_core_essential_name_len(local_name);
  targ_len = bpf_core_essential_name_len(targ_name);
  /* one of them is anonymous or both w/ same flavor-less names */
  return local_len == 0 || targ_len == 0 ||
         (local_len == targ_len &&
   strncmp(local_name, targ_name, local_len) == 0);
 }
 case BTF_KIND_INT:
  /* just reject deprecated bitfield-like integers; all other
   * integers are by default compatible between each other
 */
  return btf_int_offset(local_type) == 0 &&
         btf_int_offset(targ_type) == 0;
 case BTF_KIND_ARRAY:
  local_id = btf_array(local_type)->type;
  targ_id = btf_array(targ_type)->type;
  goto recur;
 default:
  return 0;
 }
}

/*
 * Given single high-level named field accessor in local type, find
 * corresponding high-level accessor for a target type. Along the way,
 * maintain low-level spec for target as well. Also keep updating target
 * bit offset.
 *
 * Searching is performed through recursive exhaustive enumeration of all
 * fields of a struct/union. If there are any anonymous (embedded)
 * structs/unions, they are recursively searched as well. If field with
 * desired name is found, check compatibility between local and target types,
 * before returning result.
 *
 * 1 is returned, if field is found.
 * 0 is returned if no compatible field is found.
 * <0 is returned on error.
 */
static int bpf_core_match_member(const struct btf *local_btf,
     const struct bpf_core_accessor *local_acc,
     const struct btf *targ_btf,
     __u32 targ_id,
     struct bpf_core_spec *spec,
     __u32 *next_targ_id)
{
 const struct btf_type *local_type, *targ_type;
 const struct btf_member *local_member, *m;
 const char *local_name, *targ_name;
 __u32 local_id;
 int i, n, found;

 targ_type = skip_mods_and_typedefs(targ_btf, targ_id, &targ_id);
 if (!targ_type)
  return -EINVAL;
 if (!btf_is_composite(targ_type))
  return 0;

 local_id = local_acc->type_id;
 local_type = btf_type_by_id(local_btf, local_id);
 local_member = btf_members(local_type) + local_acc->idx;
 local_name = btf__name_by_offset(local_btf, local_member->name_off);

 n = btf_vlen(targ_type);
 m = btf_members(targ_type);
 for (i = 0; i < n; i++, m++) {
  __u32 bit_offset;

  bit_offset = btf_member_bit_offset(targ_type, i);

  /* too deep struct/union/array nesting */
  if (spec->raw_len == BPF_CORE_SPEC_MAX_LEN)
   return -E2BIG;

  /* speculate this member will be the good one */
  spec->bit_offset += bit_offset;
  spec->raw_spec[spec->raw_len++] = i;

  targ_name = btf__name_by_offset(targ_btf, m->name_off);
  if (str_is_empty(targ_name)) {
   /* embedded struct/union, we need to go deeper */
   found = bpf_core_match_member(local_btf, local_acc,
            targ_btf, m->type,
            spec, next_targ_id);
   if (found) /* either found or error */
    return found;
  } else if (strcmp(local_name, targ_name) == 0) {
   /* matching named field */
   struct bpf_core_accessor *targ_acc;

   targ_acc = &spec->spec[spec->len++];
   targ_acc->type_id = targ_id;
   targ_acc->idx = i;
   targ_acc->name = targ_name;

   *next_targ_id = m->type;
   found = bpf_core_fields_are_compat(local_btf,
          local_member->type,
          targ_btf, m->type);
   if (!found)
    spec->len--; /* pop accessor */
   return found;
  }
  /* member turned out not to be what we looked for */
  spec->bit_offset -= bit_offset;
  spec->raw_len--;
 }

 return 0;
}

/*
 * Try to match local spec to a target type and, if successful, produce full
 * target spec (high-level, low-level + bit offset).
 */
static int bpf_core_spec_match(struct bpf_core_spec *local_spec,
          const struct btf *targ_btf, __u32 targ_id,
          struct bpf_core_spec *targ_spec)
{
 const struct btf_type *targ_type;
 const struct bpf_core_accessor *local_acc;
 struct bpf_core_accessor *targ_acc;
 int i, sz, matched;
 __u32 name_off;

 memset(targ_spec, 0, sizeof(*targ_spec));
 targ_spec->btf = targ_btf;
 targ_spec->root_type_id = targ_id;
 targ_spec->relo_kind = local_spec->relo_kind;

 if (core_relo_is_type_based(local_spec->relo_kind)) {
  if (local_spec->relo_kind == BPF_CORE_TYPE_MATCHES)
   return bpf_core_types_match(local_spec->btf,
          local_spec->root_type_id,
          targ_btf, targ_id);
  else
   return bpf_core_types_are_compat(local_spec->btf,
        local_spec->root_type_id,
        targ_btf, targ_id);
 }

 local_acc = &local_spec->spec[0];
 targ_acc = &targ_spec->spec[0];

 if (core_relo_is_enumval_based(local_spec->relo_kind)) {
  size_t local_essent_len, targ_essent_len;
  const char *targ_name;

  /* has to resolve to an enum */
  targ_type = skip_mods_and_typedefs(targ_spec->btf, targ_id, &targ_id);
  if (!btf_is_any_enum(targ_type))
   return 0;

  local_essent_len = bpf_core_essential_name_len(local_acc->name);

  for (i = 0; i < btf_vlen(targ_type); i++) {
   if (btf_is_enum(targ_type))
    name_off = btf_enum(targ_type)[i].name_off;
   else
    name_off = btf_enum64(targ_type)[i].name_off;

   targ_name = btf__name_by_offset(targ_spec->btf, name_off);
   targ_essent_len = bpf_core_essential_name_len(targ_name);
   if (targ_essent_len != local_essent_len)
    continue;
   if (strncmp(local_acc->name, targ_name, local_essent_len) == 0) {
    targ_acc->type_id = targ_id;
    targ_acc->idx = i;
    targ_acc->name = targ_name;
    targ_spec->len++;
    targ_spec->raw_spec[targ_spec->raw_len] = targ_acc->idx;
    targ_spec->raw_len++;
    return 1;
   }
  }
  return 0;
 }

 if (!core_relo_is_field_based(local_spec->relo_kind))
  return -EINVAL;

 for (i = 0; i < local_spec->len; i++, local_acc++, targ_acc++) {
  targ_type = skip_mods_and_typedefs(targ_spec->btf, targ_id,
         &targ_id);
  if (!targ_type)
   return -EINVAL;

  if (local_acc->name) {
   matched = bpf_core_match_member(local_spec->btf,
       local_acc,
       targ_btf, targ_id,
       targ_spec, &targ_id);
   if (matched <= 0)
    return matched;
  } else {
   /* for i=0, targ_id is already treated as array element
    * type (because it's the original struct), for others
    * we should find array element type first
 */
   if (i > 0) {
    const struct btf_array *a;
    bool flex;

    if (!btf_is_array(targ_type))
     return 0;

    a = btf_array(targ_type);
    flex = is_flex_arr(targ_btf, targ_acc - 1, a);
    if (!flex && local_acc->idx >= a->nelems)
     return 0;
    if (!skip_mods_and_typedefs(targ_btf, a->type,
           &targ_id))
     return -EINVAL;
   }

   /* too deep struct/union/array nesting */
   if (targ_spec->raw_len == BPF_CORE_SPEC_MAX_LEN)
    return -E2BIG;

   targ_acc->type_id = targ_id;
   targ_acc->idx = local_acc->idx;
   targ_acc->name = NULL;
   targ_spec->len++;
   targ_spec->raw_spec[targ_spec->raw_len] = targ_acc->idx;
   targ_spec->raw_len++;

   sz = btf__resolve_size(targ_btf, targ_id);
   if (sz < 0)
    return sz;
   targ_spec->bit_offset += local_acc->idx * sz * 8;
  }
 }

 return 1;
}

static int bpf_core_calc_field_relo(const char *prog_name,
        const struct bpf_core_relo *relo,
        const struct bpf_core_spec *spec,
        __u64 *val, __u32 *field_sz, __u32 *type_id,
        bool *validate)
{
 const struct bpf_core_accessor *acc;
 const struct btf_type *t;
 __u32 byte_off, byte_sz, bit_off, bit_sz, field_type_id, elem_id;
 const struct btf_member *m;
 const struct btf_type *mt;
 bool bitfield;
 __s64 sz;

 *field_sz = 0;

 if (relo->kind == BPF_CORE_FIELD_EXISTS) {
  *val = spec ? 1 : 0;
  return 0;
 }

 if (!spec)
  return -EUCLEAN; /* request instruction poisoning */

 acc = &spec->spec[spec->len - 1];
 t = btf_type_by_id(spec->btf, acc->type_id);

 /* a[n] accessor needs special handling */
 if (!acc->name) {
  if (relo->kind == BPF_CORE_FIELD_BYTE_OFFSET) {
   *val = spec->bit_offset / 8;
   /* remember field size for load/store mem size;
    * note, for arrays we care about individual element
    * sizes, not the overall array size
 */
   t = skip_mods_and_typedefs(spec->btf, acc->type_id, &elem_id);
   while (btf_is_array(t))
    t = skip_mods_and_typedefs(spec->btf, btf_array(t)->type, &elem_id);
   sz = btf__resolve_size(spec->btf, elem_id);
   if (sz < 0)
    return -EINVAL;
   *field_sz = sz;
   *type_id = acc->type_id;
  } else if (relo->kind == BPF_CORE_FIELD_BYTE_SIZE) {
   sz = btf__resolve_size(spec->btf, acc->type_id);
   if (sz < 0)
    return -EINVAL;
   *val = sz;
  } else {
   pr_warn("prog '%s': relo %d at insn #%d can't be applied to array access\n",
    prog_name, relo->kind, relo->insn_off / 8);
   return -EINVAL;
  }
  if (validate)
   *validate = true;
  return 0;
 }

 m = btf_members(t) + acc->idx;
 mt = skip_mods_and_typedefs(spec->btf, m->type, &field_type_id);
 bit_off = spec->bit_offset;
 bit_sz = btf_member_bitfield_size(t, acc->idx);

 bitfield = bit_sz > 0;
 if (bitfield) {
  byte_sz = mt->size;
  byte_off = bit_off / 8 / byte_sz * byte_sz;
  /* figure out smallest int size necessary for bitfield load */
  while (bit_off + bit_sz - byte_off * 8 > byte_sz * 8) {
   if (byte_sz >= 8) {
    /* bitfield can't be read with 64-bit read */
    pr_warn("prog '%s': relo %d at insn #%d can't be satisfied for bitfield\n",
     prog_name, relo->kind, relo->insn_off / 8);
    return -E2BIG;
   }
   byte_sz *= 2;
   byte_off = bit_off / 8 / byte_sz * byte_sz;
  }
 } else {
  sz = btf__resolve_size(spec->btf, field_type_id);
  if (sz < 0)
   return -EINVAL;
  byte_sz = sz;
  byte_off = spec->bit_offset / 8;
  bit_sz = byte_sz * 8;
 }

 /* for bitfields, all the relocatable aspects are ambiguous and we
  * might disagree with compiler, so turn off validation of expected
  * value, except for signedness
 */
 if (validate)
  *validate = !bitfield;

 switch (relo->kind) {
 case BPF_CORE_FIELD_BYTE_OFFSET:
  *val = byte_off;
  if (!bitfield) {
   /* remember field size for load/store mem size;
    * note, for arrays we care about individual element
    * sizes, not the overall array size
 */
   t = skip_mods_and_typedefs(spec->btf, field_type_id, &elem_id);
   while (btf_is_array(t))
    t = skip_mods_and_typedefs(spec->btf, btf_array(t)->type, &elem_id);
   sz = btf__resolve_size(spec->btf, elem_id);
   if (sz < 0)
    return -EINVAL;
   *field_sz = sz;
   *type_id = field_type_id;
  }
  break;
 case BPF_CORE_FIELD_BYTE_SIZE:
  *val = byte_sz;
  break;
 case BPF_CORE_FIELD_SIGNED:
  *val = (btf_is_any_enum(mt) && BTF_INFO_KFLAG(mt->info)) ||
         (btf_is_int(mt) && (btf_int_encoding(mt) & BTF_INT_SIGNED));
  if (validate)
   *validate = true; /* signedness is never ambiguous */
  break;
 case BPF_CORE_FIELD_LSHIFT_U64:
#if __BYTE_ORDER__ == __ORDER_LITTLE_ENDIAN__
  *val = 64 - (bit_off + bit_sz - byte_off  * 8);
#else
  *val = (8 - byte_sz) * 8 + (bit_off - byte_off * 8);
#endif
  break;
 case BPF_CORE_FIELD_RSHIFT_U64:
  *val = 64 - bit_sz;
  if (validate)
   *validate = true; /* right shift is never ambiguous */
  break;
 case BPF_CORE_FIELD_EXISTS:
 default:
  return -EOPNOTSUPP;
 }

 return 0;
}

static int bpf_core_calc_type_relo(const struct bpf_core_relo *relo,
       const struct bpf_core_spec *spec,
       __u64 *val, bool *validate)
{
 __s64 sz;

 /* by default, always check expected value in bpf_insn */
 if (validate)
  *validate = true;

 /* type-based relos return zero when target type is not found */
 if (!spec) {
  *val = 0;
  return 0;
 }

 switch (relo->kind) {
 case BPF_CORE_TYPE_ID_TARGET:
  *val = spec->root_type_id;
  /* type ID, embedded in bpf_insn, might change during linking,
   * so enforcing it is pointless
 */
  if (validate)
   *validate = false;
  break;
 case BPF_CORE_TYPE_EXISTS:
 case BPF_CORE_TYPE_MATCHES:
  *val = 1;
  break;
 case BPF_CORE_TYPE_SIZE:
  sz = btf__resolve_size(spec->btf, spec->root_type_id);
  if (sz < 0)
   return -EINVAL;
  *val = sz;
  break;
 case BPF_CORE_TYPE_ID_LOCAL:
 /* BPF_CORE_TYPE_ID_LOCAL is handled specially and shouldn't get here */
 default:
  return -EOPNOTSUPP;
 }

 return 0;
}

static int bpf_core_calc_enumval_relo(const struct bpf_core_relo *relo,
          const struct bpf_core_spec *spec,
          __u64 *val)
{
 const struct btf_type *t;

 switch (relo->kind) {
 case BPF_CORE_ENUMVAL_EXISTS:
  *val = spec ? 1 : 0;
  break;
 case BPF_CORE_ENUMVAL_VALUE:
  if (!spec)
   return -EUCLEAN; /* request instruction poisoning */
  t = btf_type_by_id(spec->btf, spec->spec[0].type_id);
  if (btf_is_enum(t))
   *val = btf_enum(t)[spec->spec[0].idx].val;
  else
   *val = btf_enum64_value(btf_enum64(t) + spec->spec[0].idx);
  break;
 default:
  return -EOPNOTSUPP;
 }

 return 0;
}

/* Calculate original and target relocation values, given local and target
 * specs and relocation kind. These values are calculated for each candidate.
 * If there are multiple candidates, resulting values should all be consistent
 * with each other. Otherwise, libbpf will refuse to proceed due to ambiguity.
 * If instruction has to be poisoned, *poison will be set to true.
 */
static int bpf_core_calc_relo(const char *prog_name,
         const struct bpf_core_relo *relo,
         int relo_idx,
         const struct bpf_core_spec *local_spec,
         const struct bpf_core_spec *targ_spec,
         struct bpf_core_relo_res *res)
{
 int err = -EOPNOTSUPP;

 res->orig_val = 0;
 res->new_val = 0;
 res->poison = false;
 res->validate = true;
 res->fail_memsz_adjust = false;
 res->orig_sz = res->new_sz = 0;
 res->orig_type_id = res->new_type_id = 0;

 if (core_relo_is_field_based(relo->kind)) {
  err = bpf_core_calc_field_relo(prog_name, relo, local_spec,
            &res->orig_val, &res->orig_sz,
            &res->orig_type_id, &res->validate);
  err = err ?: bpf_core_calc_field_relo(prog_name, relo, targ_spec,
            &res->new_val, &res->new_sz,
            &res->new_type_id, NULL);
  if (err)
   goto done;
  /* Validate if it's safe to adjust load/store memory size.
   * Adjustments are performed only if original and new memory
   * sizes differ.
 */
  res->fail_memsz_adjust = false;
  if (res->orig_sz != res->new_sz) {
   const struct btf_type *orig_t, *new_t;

   orig_t = btf_type_by_id(local_spec->btf, res->orig_type_id);
   new_t = btf_type_by_id(targ_spec->btf, res->new_type_id);

   /* There are two use cases in which it's safe to
    * adjust load/store's mem size:
    *   - reading a 32-bit kernel pointer, while on BPF
    *   size pointers are always 64-bit; in this case
    *   it's safe to "downsize" instruction size due to
    *   pointer being treated as unsigned integer with
    *   zero-extended upper 32-bits;
    *   - reading unsigned integers, again due to
    *   zero-extension is preserving the value correctly.
    *
    * In all other cases it's incorrect to attempt to
    * load/store field because read value will be
    * incorrect, so we poison relocated instruction.
 */
   if (btf_is_ptr(orig_t) && btf_is_ptr(new_t))
    goto done;
   if (btf_is_int(orig_t) && btf_is_int(new_t) &&
       btf_int_encoding(orig_t) != BTF_INT_SIGNED &&
       btf_int_encoding(new_t) != BTF_INT_SIGNED)
    goto done;

   /* mark as invalid mem size adjustment, but this will
    * only be checked for LDX/STX/ST insns
 */
   res->fail_memsz_adjust = true;
  }
 } else if (core_relo_is_type_based(relo->kind)) {
  err = bpf_core_calc_type_relo(relo, local_spec, &res->orig_val, &res->validate);
  err = err ?: bpf_core_calc_type_relo(relo, targ_spec, &res->new_val, NULL);
 } else if (core_relo_is_enumval_based(relo->kind)) {
  err = bpf_core_calc_enumval_relo(relo, local_spec, &res->orig_val);
  err = err ?: bpf_core_calc_enumval_relo(relo, targ_spec, &res->new_val);
 }

done:
 if (err == -EUCLEAN) {
  /* EUCLEAN is used to signal instruction poisoning request */
  res->poison = true;
  err = 0;
 } else if (err == -EOPNOTSUPP) {
  /* EOPNOTSUPP means unknown/unsupported relocation */
  pr_warn("prog '%s': relo #%d: unrecognized CO-RE relocation %s (%d) at insn #%d\n",
   prog_name, relo_idx, core_relo_kind_str(relo->kind),
   relo->kind, relo->insn_off / 8);
 }

 return err;
}

/*
 * Turn instruction for which CO_RE relocation failed into invalid one with
 * distinct signature.
 */
static void bpf_core_poison_insn(const char *prog_name, int relo_idx,
     int insn_idx, struct bpf_insn *insn)
{
 pr_debug("prog '%s': relo #%d: substituting insn #%d w/ invalid insn\n",
   prog_name, relo_idx, insn_idx);
 insn->code = BPF_JMP | BPF_CALL;
 insn->dst_reg = 0;
 insn->src_reg = 0;
 insn->off = 0;
 /* if this instruction is reachable (not a dead code),
  * verifier will complain with the following message:
  * invalid func unknown#195896080
 */
 insn->imm = 195896080; /* => 0xbad2310 => "bad relo" */
}

static int insn_bpf_size_to_bytes(struct bpf_insn *insn)
{
 switch (BPF_SIZE(insn->code)) {
 case BPF_DW: return 8;
 case BPF_W: return 4;
 case BPF_H: return 2;
 case BPF_B: return 1;
 default: return -1;
 }
}

static int insn_bytes_to_bpf_size(__u32 sz)
{
 switch (sz) {
 case 8: return BPF_DW;
 case 4: return BPF_W;
 case 2: return BPF_H;
 case 1: return BPF_B;
 default: return -1;
 }
}

/*
 * Patch relocatable BPF instruction.
 *
 * Patched value is determined by relocation kind and target specification.
 * For existence relocations target spec will be NULL if field/type is not found.
 * Expected insn->imm value is determined using relocation kind and local
 * spec, and is checked before patching instruction. If actual insn->imm value
 * is wrong, bail out with error.
 *
 * Currently supported classes of BPF instruction are:
 * 1. rX = <imm> (assignment with immediate operand);
 * 2. rX += <imm> (arithmetic operations with immediate operand);
 * 3. rX = <imm64> (load with 64-bit immediate value);
 * 4. rX = *(T *)(rY + <off>), where T is one of {u8, u16, u32, u64};
 * 5. *(T *)(rX + <off>) = rY, where T is one of {u8, u16, u32, u64};
 * 6. *(T *)(rX + <off>) = <imm>, where T is one of {u8, u16, u32, u64}.
 */
int bpf_core_patch_insn(const char *prog_name, struct bpf_insn *insn,
   int insn_idx, const struct bpf_core_relo *relo,
   int relo_idx, const struct bpf_core_relo_res *res)
{
 __u64 orig_val, new_val;
 __u8 class;

 class = BPF_CLASS(insn->code);

 if (res->poison) {
poison:
  /* poison second part of ldimm64 to avoid confusing error from
   * verifier about "unknown opcode 00"
 */
  if (is_ldimm64_insn(insn))
   bpf_core_poison_insn(prog_name, relo_idx, insn_idx + 1, insn + 1);
  bpf_core_poison_insn(prog_name, relo_idx, insn_idx, insn);
  return 0;
 }

 orig_val = res->orig_val;
 new_val = res->new_val;

 switch (class) {
 case BPF_ALU:
 case BPF_ALU64:
  if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K)
   return -EINVAL;
  if (res->validate && insn->imm != orig_val) {
   pr_warn("prog '%s': relo #%d: unexpected insn #%d (ALU/ALU64) value: got %u, exp %llu -> %llu\n",
    prog_name, relo_idx,
    insn_idx, insn->imm, (unsigned long long)orig_val,
    (unsigned long long)new_val);
   return -EINVAL;
  }
  orig_val = insn->imm;
  insn->imm = new_val;
  pr_debug("prog '%s': relo #%d: patched insn #%d (ALU/ALU64) imm %llu -> %llu\n",
    prog_name, relo_idx, insn_idx,
    (unsigned long long)orig_val, (unsigned long long)new_val);
  break;
 case BPF_LDX:
 case BPF_ST:
 case BPF_STX:
  if (res->validate && insn->off != orig_val) {
   pr_warn("prog '%s': relo #%d: unexpected insn #%d (LDX/ST/STX) value: got %u, exp %llu -> %llu\n",
    prog_name, relo_idx, insn_idx, insn->off, (unsigned long long)orig_val,
    (unsigned long long)new_val);
   return -EINVAL;
  }
  if (new_val > SHRT_MAX) {
   pr_warn("prog '%s': relo #%d: insn #%d (LDX/ST/STX) value too big: %llu\n",
    prog_name, relo_idx, insn_idx, (unsigned long long)new_val);
   return -ERANGE;
  }
  if (res->fail_memsz_adjust) {
   pr_warn("prog '%s': relo #%d: insn #%d (LDX/ST/STX) accesses field incorrectly. "
    "Make sure you are accessing pointers, unsigned integers, or fields of matching type and size.\n",
    prog_name, relo_idx, insn_idx);
   goto poison;
  }

  orig_val = insn->off;
  insn->off = new_val;
  pr_debug("prog '%s': relo #%d: patched insn #%d (LDX/ST/STX) off %llu -> %llu\n",
    prog_name, relo_idx, insn_idx, (unsigned long long)orig_val,
    (unsigned long long)new_val);

  if (res->new_sz != res->orig_sz) {
   int insn_bytes_sz, insn_bpf_sz;

   insn_bytes_sz = insn_bpf_size_to_bytes(insn);
   if (insn_bytes_sz != res->orig_sz) {
    pr_warn("prog '%s': relo #%d: insn #%d (LDX/ST/STX) unexpected mem size: got %d, exp %u\n",
     prog_name, relo_idx, insn_idx, insn_bytes_sz, res->orig_sz);
    return -EINVAL;
   }

   insn_bpf_sz = insn_bytes_to_bpf_size(res->new_sz);
   if (insn_bpf_sz < 0) {
    pr_warn("prog '%s': relo #%d: insn #%d (LDX/ST/STX) invalid new mem size: %u\n",
     prog_name, relo_idx, insn_idx, res->new_sz);
    return -EINVAL;
   }

   insn->code = BPF_MODE(insn->code) | insn_bpf_sz | BPF_CLASS(insn->code);
   pr_debug("prog '%s': relo #%d: patched insn #%d (LDX/ST/STX) mem_sz %u -> %u\n",
     prog_name, relo_idx, insn_idx, res->orig_sz, res->new_sz);
  }
  break;
 case BPF_LD: {
  __u64 imm;

  if (!is_ldimm64_insn(insn) ||
      insn[0].src_reg != 0 || insn[0].off != 0 ||
      insn[1].code != 0 || insn[1].dst_reg != 0 ||
      insn[1].src_reg != 0 || insn[1].off != 0) {
   pr_warn("prog '%s': relo #%d: insn #%d (LDIMM64) has unexpected form\n",
    prog_name, relo_idx, insn_idx);
   return -EINVAL;
  }

  imm = (__u32)insn[0].imm | ((__u64)insn[1].imm << 32);
  if (res->validate && imm != orig_val) {
   pr_warn("prog '%s': relo #%d: unexpected insn #%d (LDIMM64) value: got %llu, exp %llu -> %llu\n",
    prog_name, relo_idx,
    insn_idx, (unsigned long long)imm,
    (unsigned long long)orig_val, (unsigned long long)new_val);
   return -EINVAL;
  }

  insn[0].imm = new_val;
  insn[1].imm = new_val >> 32;
  pr_debug("prog '%s': relo #%d: patched insn #%d (LDIMM64) imm64 %llu -> %llu\n",
    prog_name, relo_idx, insn_idx,
    (unsigned long long)imm, (unsigned long long)new_val);
  break;
 }
 default:
  pr_warn("prog '%s': relo #%d: trying to relocate unrecognized insn #%d, code:0x%x, src:0x%x, dst:0x%x, off:0x%x, imm:0x%x\n",
   prog_name, relo_idx, insn_idx, insn->code,
   insn->src_reg, insn->dst_reg, insn->off, insn->imm);
  return -EINVAL;
 }

 return 0;
}

/* Output spec definition in the format:
 * [<type-id>] (<type-name>) + <raw-spec> => <offset>@<spec>,
 * where <spec> is a C-syntax view of recorded field access, e.g.: x.a[3].b
 */
int bpf_core_format_spec(char *buf, size_t buf_sz, const struct bpf_core_spec *spec)
{
 const struct btf_type *t;
 const char *s;
 __u32 type_id;
 int i, len = 0;

#define append_buf(fmt, args...)    \
 ({       \
  int r;      \
  r = snprintf(buf, buf_sz, fmt, ##args);  \
  len += r;     \
  if (r >= buf_sz)    \
   r = buf_sz;    \
  buf += r;     \
  buf_sz -= r;     \
 })

 type_id = spec->root_type_id;
 t = btf_type_by_id(spec->btf, type_id);
 s = btf__name_by_offset(spec->btf, t->name_off);

 append_buf("<%s> [%u] %s %s",
     core_relo_kind_str(spec->relo_kind),
     type_id, btf_kind_str(t), str_is_empty(s) ? "<anon>" : s);

 if (core_relo_is_type_based(spec->relo_kind))
  return len;

 if (core_relo_is_enumval_based(spec->relo_kind)) {
  t = skip_mods_and_typedefs(spec->btf, type_id, NULL);
  if (btf_is_enum(t)) {
   const struct btf_enum *e;
   const char *fmt_str;

   e = btf_enum(t) + spec->raw_spec[0];
   s = btf__name_by_offset(spec->btf, e->name_off);
   fmt_str = BTF_INFO_KFLAG(t->info) ? "::%s = %d" : "::%s = %u";
   append_buf(fmt_str, s, e->val);
  } else {
   const struct btf_enum64 *e;
   const char *fmt_str;

   e = btf_enum64(t) + spec->raw_spec[0];
   s = btf__name_by_offset(spec->btf, e->name_off);
   fmt_str = BTF_INFO_KFLAG(t->info) ? "::%s = %lld" : "::%s = %llu";
   append_buf(fmt_str, s, (unsigned long long)btf_enum64_value(e));
  }
  return len;
 }

 if (core_relo_is_field_based(spec->relo_kind)) {
  for (i = 0; i < spec->len; i++) {
   if (spec->spec[i].name)
    append_buf(".%s", spec->spec[i].name);
   else if (i > 0 || spec->spec[i].idx > 0)
    append_buf("[%u]", spec->spec[i].idx);
  }

  append_buf(" (");
  for (i = 0; i < spec->raw_len; i++)
   append_buf("%s%d", i == 0 ? "" : ":", spec->raw_spec[i]);

  if (spec->bit_offset % 8)
   append_buf(" @ offset %u.%u)", spec->bit_offset / 8, spec->bit_offset % 8);
  else
   append_buf(" @ offset %u)", spec->bit_offset / 8);
  return len;
 }

 return len;
#undef append_buf
}

/*
 * Calculate CO-RE relocation target result.
 *
 * The outline and important points of the algorithm:
 * 1. For given local type, find corresponding candidate target types.
 *    Candidate type is a type with the same "essential" name, ignoring
 *    everything after last triple underscore (___). E.g., `sample`,
 *    `sample___flavor_one`, `sample___flavor_another_one`, are all candidates
 *    for each other. Names with triple underscore are referred to as
 *    "flavors" and are useful, among other things, to allow to
 *    specify/support incompatible variations of the same kernel struct, which
 *    might differ between different kernel versions and/or build
 *    configurations.
 *
 *    N.B. Struct "flavors" could be generated by bpftool's BTF-to-C
 *    converter, when deduplicated BTF of a kernel still contains more than
 *    one different types with the same name. In that case, ___2, ___3, etc
 *    are appended starting from second name conflict. But start flavors are
 *    also useful to be defined "locally", in BPF program, to extract same
 *    data from incompatible changes between different kernel
 *    versions/configurations. For instance, to handle field renames between
 *    kernel versions, one can use two flavors of the struct name with the
 *    same common name and use conditional relocations to extract that field,
 *    depending on target kernel version.
 * 2. For each candidate type, try to match local specification to this
 *    candidate target type. Matching involves finding corresponding
 *    high-level spec accessors, meaning that all named fields should match,
 *    as well as all array accesses should be within the actual bounds. Also,
 *    types should be compatible (see bpf_core_fields_are_compat for details).
 * 3. It is supported and expected that there might be multiple flavors
 *    matching the spec. As long as all the specs resolve to the same set of
 *    offsets across all candidates, there is no error. If there is any
 *    ambiguity, CO-RE relocation will fail. This is necessary to accommodate
 *    imperfection of BTF deduplication, which can cause slight duplication of
 *    the same BTF type, if some directly or indirectly referenced (by
 *    pointer) type gets resolved to different actual types in different
 *    object files. If such a situation occurs, deduplicated BTF will end up
 *    with two (or more) structurally identical types, which differ only in
 *    types they refer to through pointer. This should be OK in most cases and
 *    is not an error.
 * 4. Candidate types search is performed by linearly scanning through all
 *    types in target BTF. It is anticipated that this is overall more
 *    efficient memory-wise and not significantly worse (if not better)
 *    CPU-wise compared to prebuilding a map from all local type names to
 *    a list of candidate type names. It's also sped up by caching resolved
 *    list of matching candidates per each local "root" type ID, that has at
 *    least one bpf_core_relo associated with it. This list is shared
 *    between multiple relocations for the same type ID and is updated as some
 *    of the candidates are pruned due to structural incompatibility.
 */
int bpf_core_calc_relo_insn(const char *prog_name,
       const struct bpf_core_relo *relo,
       int relo_idx,
       const struct btf *local_btf,
       struct bpf_core_cand_list *cands,
       struct bpf_core_spec *specs_scratch,
       struct bpf_core_relo_res *targ_res)
{
 struct bpf_core_spec *local_spec = &specs_scratch[0];
 struct bpf_core_spec *cand_spec = &specs_scratch[1];
 struct bpf_core_spec *targ_spec = &specs_scratch[2];
 struct bpf_core_relo_res cand_res;
 const struct btf_type *local_type;
 const char *local_name;
 __u32 local_id;
 char spec_buf[256];
 int i, j, err;

 local_id = relo->type_id;
 local_type = btf_type_by_id(local_btf, local_id);
 local_name = btf__name_by_offset(local_btf, local_type->name_off);
 if (!local_name)
  return -EINVAL;

 err = bpf_core_parse_spec(prog_name, local_btf, relo, local_spec);
 if (err) {
  const char *spec_str;

  spec_str = btf__name_by_offset(local_btf, relo->access_str_off);
  pr_warn("prog '%s': relo #%d: parsing [%d] %s %s + %s failed: %d\n",
   prog_name, relo_idx, local_id, btf_kind_str(local_type),
   str_is_empty(local_name) ? "<anon>" : local_name,
   spec_str ?: "<?>", err);
  return -EINVAL;
 }

 bpf_core_format_spec(spec_buf, sizeof(spec_buf), local_spec);
 pr_debug("prog '%s': relo #%d: %s\n", prog_name, relo_idx, spec_buf);

 /* TYPE_ID_LOCAL relo is special and doesn't need candidate search */
 if (relo->kind == BPF_CORE_TYPE_ID_LOCAL) {
  /* bpf_insn's imm value could get out of sync during linking */
  memset(targ_res, 0, sizeof(*targ_res));
  targ_res->validate = false;
  targ_res->poison = false;
  targ_res->orig_val = local_spec->root_type_id;
  targ_res->new_val = local_spec->root_type_id;
  return 0;
 }

 /* libbpf doesn't support candidate search for anonymous types */
 if (str_is_empty(local_name)) {
  pr_warn("prog '%s': relo #%d: <%s> (%d) relocation doesn't support anonymous types\n",
   prog_name, relo_idx, core_relo_kind_str(relo->kind), relo->kind);
  return -EOPNOTSUPP;
 }

 for (i = 0, j = 0; i < cands->len; i++) {
  err = bpf_core_spec_match(local_spec, cands->cands[i].btf,
       cands->cands[i].id, cand_spec);
  if (err < 0) {
   bpf_core_format_spec(spec_buf, sizeof(spec_buf), cand_spec);
   pr_warn("prog '%s': relo #%d: error matching candidate #%d %s: %d\n",
    prog_name, relo_idx, i, spec_buf, err);
   return err;
  }

  bpf_core_format_spec(spec_buf, sizeof(spec_buf), cand_spec);
  pr_debug("prog '%s': relo #%d: %s candidate #%d %s\n", prog_name,
    relo_idx, err == 0 ? "non-matching" : "matching", i, spec_buf);

  if (err == 0)
   continue;

  err = bpf_core_calc_relo(prog_name, relo, relo_idx, local_spec, cand_spec, &cand_res);
  if (err)
   return err;

  if (j == 0) {
   *targ_res = cand_res;
   *targ_spec = *cand_spec;
  } else if (cand_spec->bit_offset != targ_spec->bit_offset) {
   /* if there are many field relo candidates, they
    * should all resolve to the same bit offset
 */
   pr_warn("prog '%s': relo #%d: field offset ambiguity: %u != %u\n",
    prog_name, relo_idx, cand_spec->bit_offset,
    targ_spec->bit_offset);
   return -EINVAL;
  } else if (cand_res.poison != targ_res->poison ||
      cand_res.new_val != targ_res->new_val) {
   /* all candidates should result in the same relocation
    * decision and value, otherwise it's dangerous to
    * proceed due to ambiguity
 */
   pr_warn("prog '%s': relo #%d: relocation decision ambiguity: %s %llu != %s %llu\n",
    prog_name, relo_idx,
    cand_res.poison ? "failure" : "success",
    (unsigned long long)cand_res.new_val,
    targ_res->poison ? "failure" : "success",
    (unsigned long long)targ_res->new_val);
   return -EINVAL;
  }

  cands->cands[j++] = cands->cands[i];
 }

 /*
  * For BPF_CORE_FIELD_EXISTS relo or when used BPF program has field
  * existence checks or kernel version/config checks, it's expected
  * that we might not find any candidates. In this case, if field
  * wasn't found in any candidate, the list of candidates shouldn't
  * change at all, we'll just handle relocating appropriately,
  * depending on relo's kind.
 */
 if (j > 0)
  cands->len = j;

 /*
  * If no candidates were found, it might be both a programmer error,
  * as well as expected case, depending whether instruction w/
  * relocation is guarded in some way that makes it unreachable (dead
  * code) if relocation can't be resolved. This is handled in
  * bpf_core_patch_insn() uniformly by replacing that instruction with
  * BPF helper call insn (using invalid helper ID). If that instruction
  * is indeed unreachable, then it will be ignored and eliminated by
  * verifier. If it was an error, then verifier will complain and point
  * to a specific instruction number in its log.
 */
 if (j == 0) {
  pr_debug("prog '%s': relo #%d: no matching targets found\n",
    prog_name, relo_idx);

  /* calculate single target relo result explicitly */
  err = bpf_core_calc_relo(prog_name, relo, relo_idx, local_spec, NULL, targ_res);
  if (err)
   return err;
 }

 return 0;
}

static bool bpf_core_names_match(const struct btf *local_btf, size_t local_name_off,
     const struct btf *targ_btf, size_t targ_name_off)
{
 const char *local_n, *targ_n;
 size_t local_len, targ_len;

 local_n = btf__name_by_offset(local_btf, local_name_off);
 targ_n = btf__name_by_offset(targ_btf, targ_name_off);

 if (str_is_empty(targ_n))
  return str_is_empty(local_n);

 targ_len = bpf_core_essential_name_len(targ_n);
 local_len = bpf_core_essential_name_len(local_n);

 return targ_len == local_len && strncmp(local_n, targ_n, local_len) == 0;
}

static int bpf_core_enums_match(const struct btf *local_btf, const struct btf_type *local_t,
    const struct btf *targ_btf, const struct btf_type *targ_t)
{
 __u16 local_vlen = btf_vlen(local_t);
 __u16 targ_vlen = btf_vlen(targ_t);
 int i, j;

 if (local_t->size != targ_t->size)
  return 0;

 if (local_vlen > targ_vlen)
  return 0;

 /* iterate over the local enum's variants and make sure each has
  * a symbolic name correspondent in the target
 */
 for (i = 0; i < local_vlen; i++) {
  bool matched = false;
  __u32 local_n_off, targ_n_off;

  local_n_off = btf_is_enum(local_t) ? btf_enum(local_t)[i].name_off :
           btf_enum64(local_t)[i].name_off;

  for (j = 0; j < targ_vlen; j++) {
   targ_n_off = btf_is_enum(targ_t) ? btf_enum(targ_t)[j].name_off :
          btf_enum64(targ_t)[j].name_off;

   if (bpf_core_names_match(local_btf, local_n_off, targ_btf, targ_n_off)) {
    matched = true;
    break;
   }
  }

  if (!matched)
   return 0;
 }
 return 1;
}

static int bpf_core_composites_match(const struct btf *local_btf, const struct btf_type *local_t,
         const struct btf *targ_btf, const struct btf_type *targ_t,
         bool behind_ptr, int level)
{
 const struct btf_member *local_m = btf_members(local_t);
 __u16 local_vlen = btf_vlen(local_t);
 __u16 targ_vlen = btf_vlen(targ_t);
 int i, j, err;

 if (local_vlen > targ_vlen)
  return 0;

 /* check that all local members have a match in the target */
 for (i = 0; i < local_vlen; i++, local_m++) {
  const struct btf_member *targ_m = btf_members(targ_t);
  bool matched = false;

  for (j = 0; j < targ_vlen; j++, targ_m++) {
   if (!bpf_core_names_match(local_btf, local_m->name_off,
        targ_btf, targ_m->name_off))
    continue;

   err = __bpf_core_types_match(local_btf, local_m->type, targ_btf,
           targ_m->type, behind_ptr, level - 1);
   if (err < 0)
    return err;
   if (err > 0) {
    matched = true;
    break;
   }
  }

  if (!matched)
   return 0;
 }
 return 1;
}

/* Check that two types "match". This function assumes that root types were
 * already checked for name match.
 *
 * The matching relation is defined as follows:
 * - modifiers and typedefs are stripped (and, hence, effectively ignored)
 * - generally speaking types need to be of same kind (struct vs. struct, union
 *   vs. union, etc.)
 *   - exceptions are struct/union behind a pointer which could also match a
 *     forward declaration of a struct or union, respectively, and enum vs.
 *     enum64 (see below)
 * Then, depending on type:
 * - integers:
 *   - match if size and signedness match
 * - arrays & pointers:
 *   - target types are recursively matched
 * - structs & unions:
 *   - local members need to exist in target with the same name
 *   - for each member we recursively check match unless it is already behind a
 *     pointer, in which case we only check matching names and compatible kind
 * - enums:
 *   - local variants have to have a match in target by symbolic name (but not
 *     numeric value)
 *   - size has to match (but enum may match enum64 and vice versa)
 * - function pointers:
 *   - number and position of arguments in local type has to match target
 *   - for each argument and the return value we recursively check match
 */
int __bpf_core_types_match(const struct btf *local_btf, __u32 local_id, const struct btf *targ_btf,
      __u32 targ_id, bool behind_ptr, int level)
{
 const struct btf_type *local_t, *targ_t;
 int depth = 32; /* max recursion depth */
 __u16 local_k, targ_k;

 if (level <= 0)
  return -EINVAL;

recur:
 depth--;
 if (depth < 0)
  return -EINVAL;

 local_t = skip_mods_and_typedefs(local_btf, local_id, &local_id);
 targ_t = skip_mods_and_typedefs(targ_btf, targ_id, &targ_id);
 if (!local_t || !targ_t)
  return -EINVAL;

 /* While the name check happens after typedefs are skipped, root-level
  * typedefs would still be name-matched as that's the contract with
  * callers.
 */
 if (!bpf_core_names_match(local_btf, local_t->name_off, targ_btf, targ_t->name_off))
  return 0;

 local_k = btf_kind(local_t);
 targ_k = btf_kind(targ_t);

 switch (local_k) {
 case BTF_KIND_UNKN:
  return local_k == targ_k;
 case BTF_KIND_FWD: {
  bool local_f = BTF_INFO_KFLAG(local_t->info);

  if (behind_ptr) {
   if (local_k == targ_k)
    return local_f == BTF_INFO_KFLAG(targ_t->info);

   /* for forward declarations kflag dictates whether the
    * target is a struct (0) or union (1)
 */
   return (targ_k == BTF_KIND_STRUCT && !local_f) ||
          (targ_k == BTF_KIND_UNION && local_f);
  } else {
   if (local_k != targ_k)
    return 0;

   /* match if the forward declaration is for the same kind */
   return local_f == BTF_INFO_KFLAG(targ_t->info);
  }
 }
 case BTF_KIND_ENUM:
 case BTF_KIND_ENUM64:
  if (!btf_is_any_enum(targ_t))
   return 0;

  return bpf_core_enums_match(local_btf, local_t, targ_btf, targ_t);
 case BTF_KIND_STRUCT:
 case BTF_KIND_UNION:
  if (behind_ptr) {
   bool targ_f = BTF_INFO_KFLAG(targ_t->info);

   if (local_k == targ_k)
    return 1;

   if (targ_k != BTF_KIND_FWD)
    return 0;

   return (local_k == BTF_KIND_UNION) == targ_f;
  } else {
   if (local_k != targ_k)
    return 0;

   return bpf_core_composites_match(local_btf, local_t, targ_btf, targ_t,
        behind_ptr, level);
  }
 case BTF_KIND_INT: {
  __u8 local_sgn;
  __u8 targ_sgn;

  if (local_k != targ_k)
   return 0;

  local_sgn = btf_int_encoding(local_t) & BTF_INT_SIGNED;
  targ_sgn = btf_int_encoding(targ_t) & BTF_INT_SIGNED;

  return local_t->size == targ_t->size && local_sgn == targ_sgn;
 }
 case BTF_KIND_PTR:
  if (local_k != targ_k)
   return 0;

  behind_ptr = true;

  local_id = local_t->type;
  targ_id = targ_t->type;
  goto recur;
 case BTF_KIND_ARRAY: {
  const struct btf_array *local_array = btf_array(local_t);
  const struct btf_array *targ_array = btf_array(targ_t);

  if (local_k != targ_k)
   return 0;

  if (local_array->nelems != targ_array->nelems)
   return 0;

  local_id = local_array->type;
  targ_id = targ_array->type;
  goto recur;
 }
 case BTF_KIND_FUNC_PROTO: {
  struct btf_param *local_p = btf_params(local_t);
  struct btf_param *targ_p = btf_params(targ_t);
  __u16 local_vlen = btf_vlen(local_t);
  __u16 targ_vlen = btf_vlen(targ_t);
  int i, err;

  if (local_k != targ_k)
   return 0;

  if (local_vlen != targ_vlen)
   return 0;

  for (i = 0; i < local_vlen; i++, local_p++, targ_p++) {
   err = __bpf_core_types_match(local_btf, local_p->type, targ_btf,
           targ_p->type, behind_ptr, level - 1);
   if (err <= 0)
    return err;
  }

  /* tail recurse for return type check */
  local_id = local_t->type;
  targ_id = targ_t->type;
  goto recur;
 }
 default:
  pr_warn("unexpected kind %s relocated, local [%d], target [%d]\n",
   btf_kind_str(local_t), local_id, targ_id);
  return 0;
 }
}