eBPF（Extended Berkeley Packet Filter）编程是一种强大的技术，它允许开发者直接在Linux内核中编写程序。这种技术被广泛应用于网络监控、安全审计、性能分析等领域。对于想要入门Linux内核编程的开发者来说，eBPF提供了一种简洁、高效的方式。本文将详细介绍eBPF编程的入门知识，帮助读者轻松上手Linux内核编程。
一、eBPF简介
- eBPF背景
eBPF起源于1998年的Berkeley Packet Filter（BPF），最初用于网络数据包过滤。随着Linux内核的不断发展，eBPF技术也得到了升级和扩展。eBPF为Linux内核提供了一种高效、安全的编程模型，允许用户在内核中直接运行代码。
- eBPF特点
（1）高性能：eBPF程序在内核中运行，避免了用户态和内核态之间的上下文切换，从而提高了性能。
（2）安全性：eBPF程序在内核空间运行，具有较高的安全性，可以避免用户态程序对内核空间的恶意操作。
（3）灵活性：eBPF支持多种编程语言，如C、C++、Go等，便于开发者使用。
二、eBPF编程环境搭建
- 系统要求
eBPF编程需要Linux内核版本在4.15以上。建议使用64位操作系统，如Ubuntu、CentOS等。
- 工具安装
（1）安装eBPF编译器
eBPF程序需要使用BCC（BPF Compiler Collection）或libbpf等工具进行编译。以下以BCC为例，介绍如何安装：
sudo apt-get install software-properties-common
sudo add-apt-repository ppa:ubuntu-toolchain-r/test
sudo apt-get update
sudo apt-get install gcc-9 g++-9
sudo apt-get install bcc-tools
（2）安装libbpf
libbpf是一个eBPF库，用于简化eBPF编程。以下以libbpf为例，介绍如何安装：
sudo apt-get install libbpf-dev
三、eBPF编程入门
- eBPF程序结构
eBPF程序由以下几部分组成：
（1）BPF程序：定义eBPF程序的逻辑。
（2）BPF映射：存储eBPF程序所需的数据。
（3）BPF钩子：eBPF程序与内核事件的连接点。
- 编写第一个eBPF程序
以下是一个简单的eBPF程序示例，用于打印接收到的网络数据包信息：
#include
#include
#include
#include
#include
char _license[] __section("license") = "GPL";
struct packet {
u32 src_ip;
u32 dst_ip;
};
BPF_PERF_OUTPUT(print_packet);
int packet_seen(struct __sk_buff skb) {
struct packet pkt = THIS پروgram_data;
if (skb->skb->data) {
struct ethhdr eth = (struct ethhdr )(skb->skb->data);
struct iphdr ip = (struct iphdr )(skb->skb->data + sizeof(struct ethhdr));
pkt->src_ip = ntohl(ip->saddr);
pkt->dst_ip = ntohl(ip->daddr);
print_packet(skb, &pkt);
}
return 0;
}
int main() {
return 0;
}
编译并加载程序：
sudo ./build.sh
sudo ./load.sh
- 查看程序输出
使用以下命令查看程序输出：
sudo bcc trace -p 1
四、总结
eBPF编程是一种高效、安全的Linux内核编程技术。本文介绍了eBPF编程的入门知识，包括eBPF简介、编程环境搭建、程序结构以及编写第一个eBPF程序等。希望读者通过本文的学习，能够轻松上手eBPF编程，并在实际项目中应用这一技术。