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eBPF(extended Berkeley Packet Filter) 是一种可以在 Linux 内核中运行用户编写的程序，而不需要修改内核代码或加载内核模块的技术。eBPF的精髓在于“内核可编程化”。

简单体验

参考下文可以实现一个 Hello World 版本的 eBPF 程序：https://zhuanlan.zhihu.com/p/378258986

我的版本是 Ubuntu 20.04，Linux 内核版本 5.13.0。

sudo apt update

sudo apt install build-essential git make libelf-dev clang strace tar bpfcc-tools linux-headers-$(uname -r) gcc-multilib

git clone --depth 1 git://kernel.ubuntu.com/ubuntu/ubuntu-focal.git

sudo mv ubuntu-focal /kernel-src
cd /kernel-src/tools/lib/bpf
sudo make && sudo make install prefix=/usr/local
sudo mv /usr/local/lib64/libbpf.* /lib/x86_64-linux-gnu/

编写和编译 eBPF 程序。eBPF 程序采用 C 语言编写，并可以通过 clang 编译成目标文件 —— eBPF 字节码。

ps: 挂载点很多，例如可以换成bpf_trace_printk。

#include <linux/bpf.h>
#define SEC(NAME) __attribute__((section(NAME), used))

static int (*bpf_trace_printk)(const char *fmt, int fmt_size,
                               ...) = (void *)BPF_FUNC_trace_printk;

SEC("tracepoint/syscalls/sys_enter_execve")
int bpf_prog(void *ctx) {
  char msg[] = "Hello, eBPF World!";
  bpf_trace_printk(msg, sizeof(msg));
  return 0;
}

char _license[] SEC("license") = "GPL";

然后，需要有一个应用程序通过调用 Linux 内核的系统调用，将编译好的 eBPF 字节码加载到内核中。在加载的过程中，内核会对 eBPF 程序进行验证，保证 eBPF 程序是安全的；然后将 eBPF 字节码编译成机器码。之后，内核会按照绑定好的 hook point 调用相应的函数。

PS: 这种加载字节码的形式，笔者在eevm中也曾接触过，当时是将智能合约编译成字节码，再放到eevm虚拟机中运行。eBPF是内核虚拟机，原理相同。

#include "bpf_load.h"
#include <stdio.h>

int main(int argc, char **argv) {
  if (load_bpf_file("bpf_program.o") != 0) {
    printf("The kernel didn't load the BPF program\n");
    return -1;
  }

  read_trace_pipe();

  return 0;
}

运行效果：每调用一次exec，输出一个”hello,world”

eBPF重要特性和相关概念

通过eBPF maps与用户空间交互：map是指内核中的存储区域，完成内核与用户空间的交互。eBPF Maps是一个数据结构，帮助eBPF存储和检索数据，提高eBPF程序共享收集到的信息和存储状态的能力

有限的循环编程能力：for循环约100万次。

支持用户空间和内核空间的挂载的通用能力。