Linux 的 BPF 程序中是否允许循环？答案

【问题标题】：Are loops allowed in Linux's BPF programs?Linux 的 BPF 程序中是否允许循环？
【发布时间】：2019-09-30 02:54:06
【问题描述】：

我正在考虑在内核中复制数据包并转发到 5 个主机（单播）的解决方案。计划为此使用 eBPF/XDP。

我尝试循环 5 次，在循环内我计划克隆数据包，修改 DST IP 地址，更新 cksum 并在收到的同一 intf 上发送数据包。

我在某处读到不能在 XDP 中使用循环，所以不确定这是否可行？

请需要专家的建议。

【问题讨论】：

【解决方案1】：

2019 年 6 月编辑：有界循环现已登陆内核，并且从 Linux 5.3 开始提供 (commit)。

原答案：

不，目前 eBPF 程序中不允许循环。不允许使用后沿，以便内核验证程序可以确保程序终止（并且不会挂起内核）。

这可能会在未来发生变化，因为内核开发人员正在开发 support for bounding loops。

有两种可能的解决方法值得一提。 两者都假设您知道在编写程序时需要“循环”多少次。

首先，关于函数，后端有一个例外。这意味着您可以拥有函数并多次调用它们。因此，您可以将通常放入循环中的所有内容放在一个单独的函数中，并在循环中多次调用此函数。

第二件事是您实际上可以在 C 代码中编写循环，并在编译时让 clang 展开它们。如下所示：

#pragma clang loop unroll(full)
        for (i = 0; i < 4; i++) {
            /* Do stuff ... */
        }

这意味着在生成的目标文件中，函数将被展开，它将被要执行的完整系列指令替换，没有实际的向后跳转。

目前对于具有任意数量循环的序列没有解决方案。

【讨论】：

$ sudo ip link set dev enp0s8 xdp object loop.o sec test_loop Prog section 'test_loop' 被拒绝：无效参数 (22)！ - 类型：6 - 说明：15（0 超出限制） - 许可证：验证程序分析：从 insn 12 到 3 的后端错误获取程序/地图！
SEC("test_loop") int loop() { int i = 0; #pragma clang loop unroll(full) for (i = 0; i
对不起，我用优化“-O2”选项编译，它成功了。谢谢。

【解决方案2】：

对于 Linux

从技术上讲，BPF 字节码程序的控制流图中的后端是被禁止的，而不是循环。具体来说，这意味着您可以在 C 中编写有界循环，但您必须在编译时展开它们。

要展开循环，您可以使用Clang's #pragma unroll directive。这应该适用于 5 次迭代的循环，但不适用于很长的循环。

【讨论】：