学习Linux BPF/eBPF 编程

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相关博文参考

• 中文版：https://davidlovezoe.club/wordpress/archives/tag/bpf

实验环境准备

• Linux操作系统(喜欢尝鲜新版内核的同学，推荐使用bumblebee的vagrantfile)

  本人自己的实验环境是Ubuntu 18.04标准版vagrant虚拟机，内核版本为4.15.0。可以从这里下载该vagrant虚拟机环境，已安装bcc工具集合：

  下载链接: https://pan.baidu.com/s/11dsEU6Yk6KGDGNor-fbsgQ 提取码: qvhc。 使用方式可以参考这篇文章。

  以下命令如无特殊说明，均在Ubuntu环境下测试执行。

• 预装clang、LLVM、iproute2、libelf-dev

  # for ubuntu
  apt install clang llvm libelf-dev iproute2
  # test clang
  clang -v
  # test llvm
  llc --version
  # test iproute2
  ip link

• bpftool命令行安装说明

  下载Linux内核源码，进行本地编译。

  # 确认内核版本
  uname -r
  # 找到对应内核版本的源代码
  apt-cache search linux-source
  apt install linux-source-5.3.0
  apt install libelf-dev
  
  cd /usr/src/linux-source-5.3.0
  tar xjf linux-source-5.3.0.tar.bz2
  cd linux-source-5.3.0/tools
  make -C  bpf/bpftool/
  cd bpf/bpftool/
  ./bpftool prog/net

目录说明

• bpf知识整理
  • 经典文章翻译
  • 编译Linux内核所有bpf示例代码
• 网络XDP编程
• 网络TC编程
• btf入门
• bpftrace入门

常见问题Q&A

1. 'asm/type.h' file not found

• 错误现象

  在执行下面命令进行代码编译时，可能会遇到某些头文件找不到的错误：

  clang -I ./headers/ -O2 -target bpf -c tc-xdp-drop-tcp.c -o tc-xdp-drop-tcp.o
  
  In file included from tc-xdp-drop-tcp.c:2:
  In file included from /usr/include/linux/bpf.h:11:
  /usr/include/linux/types.h:5:10: fatal error: 'asm/types.h' file not found
  #include <asm/types.h>
          ^~~~~~~~~~~~~
  1 error generated.

• 原因分析

  在源代码文件中引用了某些系统目录（一般为/usr/include/）下的头文件，而这些头文件没有出现在目标路径下，导致编译失败。

  如上述问题中的asm相关文件，asm全称Architecture Specific Macros，直译过来“与机器架构相关的宏文件”，顾名思义它是跟机器架构密切相关的，不同的架构x86、x64、arm实现是不一样的，而操作系统并没有提供/usr/include/asm/这样通用的目录，只提供了具体架构相关的目录，如/usr/include/x86_64-linux-gnu/asm/，因此无法找到引用。

• 解决方案

  添加软链/usr/include/asm/，指向操作系统自带的asm目录：

  cd /usr/include
  ln -s ./x86_64-linux-gnu/asm asm

2. 'bpf/bpf_helpers.h' file not found

• 解决方案

  apt-get install libbpf-dev
  # run `apt-file update` if needed
  apt-file list libbpf-dev | grep bpf_helpers.h
  # you will get the result like: libbpf-dev: /usr/include/bpf/bpf_helpers.h

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参考材料