BPF：程序上下文的翻译答案

【问题标题】：BPF: translation of program contextsBPF：程序上下文的翻译
【发布时间】：2018-03-01 14:21:52
【问题描述】：

我查看了不同类型的 BPF 程序，并注意到对于不同的程序类型，传递的上下文是不同的。

例子：

对于程序类型BPF_PROG_TYPE_SOCK_OPS，传递了struct bpf_sock_ops_kern 类型的对象。但是，这种类型的 BPF 程序引用了struct bpf_sock_ops。为什么要这样做？从bpf_sock_ops_kern 到bpf_sock_ops 的“翻译”在哪里？
对于程序类型BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB，传递了一个struct sk_buff 类型的对象（例如，在__cgroup_bpf_run_filter_skb 中），但BPF 程序需要一个最小化版本，struct __sk_buff。
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所以我查看了the struct bpf_verifier_ops function callbacks，但它们似乎只调整 BPF 指令中的偏移量，因为它们是由 BPF 验证程序调用的。

如果有人能阐明如何定义 BPF 上下文，我会很高兴。谢谢。

【问题讨论】：

对于第一个，bpf_sock_ops_kern 只是bpf_sock_ops 的一个子集。要进行转换，sock_filter_convert_ctx_access 只需将指针前移到第一个 sk 字段之后。然后，验证者将确保不会访问联合之后的字段。我已经调查了第二种情况。
好的，所以对于第二个：bpf_convert_ctx_access 逐一匹配__sk_buff 上每个可能需要的偏移量，并将它们转换为sk_buff 对象中的等效偏移量。这是否回答你的问题？如果是这样，我会做出正确的回答。
我认为这与性能无关。这些数据结构用于限制 BPF 程序对少数字段的访问；只有程序应该能够访问的字段位于镜像结构中（例如，bpf_sock_ops 和 __sk_buff）。例如，您可以查看 Alexei here 描述的 __sk_buff 的流程，更多详细信息请参见 the PATCH description。
据我所知 pchaigno 是对的，struct __sk_buff 与性能无关，但主要用于为 BPF 用户提供更简洁的界面（仅提供可以从 BPF 访问）。如前所述，它在验证器中使用bpf_convert_ctx_access 进行转换。然后在net/core/filter.c（用于网络）中进行额外检查，以确保用户可以读取，可能写入结构的每个字段。例如，参见tc_cls_act_is_valid_access() 函数。（我对跟踪位不太熟悉。）
@pchaigno，感谢您的回复！您可以做出我可以接受的官方答案，以便其他人可以受益:-)您可能可以合并Qeole的评论，因为它也很有用。

标签： linux networking linux-kernel bpf ebpf

【解决方案1】：

作为参数传递的镜像对象（例如，struct bpf_sock_ops）将原始对象字段的子集暴露给 BPF 程序。镜像结构也可以有来自几个不同原始结构的字段；在这种情况下，镜像对象用作聚合。将原始对象传递给 BPF 程序也会产生误导，因为用户可能认为他们可以访问所有字段。例如，他们可能认为他们可以访问bpf_sock_ops_kern.sk，但实际上并非如此。

然后，在程序第一次执行之前，验证者将对镜像对象的访问转换为对原始对象的访问。每种类型的镜像对象都有一个转换函数（例如，sock_ops_convert_ctx_access 用于转换对struct bpf_sock_ops 的访问）。然后，对于镜像对象的每个字段（即对于每个偏移量），转换函数都会将带有偏移量的加载或存储指令重写为原始字段。

请注意，所有原始字段可能不在同一个对象中。例如，在镜像对象struct bpf_sock_ops中，分别在bpf_sock_ops_kern.op和bpf_sock_ops_kern.sk->skc_family中检索到op和family字段。

【讨论】：