什么是eBPF？
eBPF（extended Berkeley Packet Filter）是一个非常强大的内核功能扩展，它允许开发人员在不修改内核代码的情况下运行特定的功能。本质为一个虚拟机。
起源于经典的 BPF（Berkeley Packet Filter），主要用于网络包过滤。eBPF在其基础上大幅扩展功能，演变为一个通用的内核级“虚拟机”，能够安全执行各种自定义程序，实现动态追踪、性能分析、安全策略等。
eBPF 的常见用途非常广泛，可以用于网络监控、安全过滤、性能分析和虚拟化等多种应用场景。
一、eBPF核心架构
ebpf虚拟机：内核中实现的一个安全沙箱，用于加载和执行 eBPF 程序，支持有限的指令集和寄存器模型
eBPF 程序：由用户空间编写，通常使用 C 语言，然后通过 LLVM /CLANG工具链编译成 eBPF 字节码。
内核验证器：负责验证 eBPF 程序的安全性 和正确性，确保不会执行非法操作、无限循环或者破坏内核稳定性。
JIT编译器：运行时即时把中间字节码编译成本地硬件机器码。
钩子点（hook points）:eBPF 程序可以附加在各种内核事件上，如系统调用、网络栈、tracepoints、kprobes 等，实现动态插桩。
映射（maps):eBPF 程序与用户空间之间的数据结构，用于保存状态和共享数据，支持多种类型，如哈希表、数组、环形缓冲区等。
二、eBPF工作原理
这个经典原理图和后面的eBPF流程挂钩。
主要讲下其epf（）系统调用的实现，及ebpf程序是怎么注入内核。
static int bpf_prog_load(union bpf_attr *attr) { enum bpf_prog_type type = attr->prog_type; struct bpf_prog *prog; int err; ... // 创建 bpf_prog 对象，用于保存 eBPF 字节码和相关信息 prog = bpf_prog_alloc(bpf_prog_size(attr->insn_cnt), GFP_USER); ... prog->len = attr->insn_cnt; // eBPF 字节码长度(也就是有多少条 eBPF 字节码) err = -EFAULT; // 把 eBPF 字节码从用户态复制到 bpf_prog 对象中 if (copy_from_user(prog->insns, u64_to_ptr(attr->insns), prog->len * sizeof(struct bpf_insn)) != 0) goto free_prog; ... // 这里主要找到特定模块的相关处理函数（如修正helper函数） err = find_prog_type(type, prog); // 检查 eBPF 字节码是否合法 err = bpf_check(&prog, attr); // 修正helper函数的偏移量 fixup_bpf_calls(prog); // 尝试将 eBPF 字节码编译成本地机器码(JIT模式) err = bpf_prog_select_runtime(prog); // 申请一个文件句柄用于与 bpf_prog 对象关联 err = bpf_prog_new_fd(prog); return err; ... }bpf_prog_load()内核函数主要完成以下几个工作：
- 创建一个
bpf_prog对象，用于保存 eBPF 字节码和 eBPF 程序的相关信息。 - 把 eBPF 字节码从用户态复制到
bpf_prog对象的insns成员中，insns成员是一个类型为bpf_insn结构的数组。 - 根据 eBPF 程序所属的类型（如
socket、kprobes或xdp等），找到其相关处理函数（如helper函数对应的修正函数，下面会介绍）。 - 检查 eBPF 字节码是否合法。由于 eBPF 程序运行在内核态，所以要保证其安全性，否则将会导致内核崩溃。
- 修正
helper函数的偏移量（helper函数是 eBPF 提供给用户使用的一些辅助函数） - 尝试将 eBPF 字节码编译成本地机器码，主要为了提高 eBPF 程序的执行效率。
- 申请一个文件句柄用于与
bpf_prog对象关联，这个文件句柄将会返回给用户态，用户态可以通过这个文件句柄来读取内核中的 eBPF 程序。
三、eBPF流程
一般我们都是通过c语言编写BPF程序，然后通过clang/llvm编译器，将BPF程序编译为BPF字节码。然后通过bpf系统调用，将BPF字节码（伪机器码）注入到内核中，在注入的时候，我们必须要经过BPF程序的验证，来保证我们写的BPF程序没有问题，以防干掉我们的系统。然后，在判断是否开启了JIT，然后开启了，还需要将BPF字节码编译为本机机器码，以加快运行速度。还会把内核中的 BPF 程序绑定到内核钩子。
当我们BPF程序attach的事件触发了，就会执行我们的BPF程序，然如是经过JIT编译过后的就能够直接执行，然后没有开启JIT就需要通过虚拟机进行解析在执行。在执行BPF程序的过程中，会将需要保存的数据存储到map空间中，用户时候可以从map空间读取出数据。BPF程序的大致流程就是这个样子。
注意：BPF是基于事件触发的。这是什么意思呢？
就是如果我们将BPF程序attach到某个事件上，当这个事件触发的时候，就会执行我们这个BPF程序。其实这就是BPF的工作原理。
如，我们将BPF程序attach到kprobe类型的事件上，这个kprobe事件是个函数，当cpu执行到这个函数的时候，就会触发。然后就会执行我们的BPF程序。
参考
一文看懂eBPF｜eBPF实现原理-CSDN博客
eBPF技术详解-CSDN博客
