如何从内核树构建 BPF 程序

Question

内核在samples/bpf中提供了大量示例。我有兴趣在树之外构建一个示例，就像我们构建内核模块一样，其中 Makefile 可以足够简单。 bpf 也可以这样做吗？我通过从 samples/bpf/Makefile 中删除不必要的部分并保持对 libbpf 和其他人的依赖来尝试它，但事实证明它并不那么容易。

例如，尝试在内核树之外构建 samples/bpf/bpf_tcp_kern.c，使用以下命令行（我查看了 samples/bpf/Makefile，以及 make samples/bpf V=1 的输出）：

clang -nostdinc -isystem /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/5/include \
        -I/home/mark/work/net-next.git/arch/x86/include -I/home/mark/work/net-next.git/arch/x86/include/generated -I./include -I/home/mark/work/net-next.git/arch/x86/include/uapi -I/home/mark/work/net-next.git/arch/x86/include/generated/uapi -I/home/mark/work/net-next.git/include -I/home/mark/work/net-next.git/generated/uapi  -I./ \
        -D__KERNEL__ -Wno-unused-value -Wno-pointer-sign \
        -D__TARGET_ARCH_x86 -Wno-compare-distinct-pointer-types \
        -Wno-gnu-variable-sized-type-not-at-end \
        -Wno-address-of-packed-member -Wno-tautological-compare \
        -Wno-unknown-warning-option  \
        -O2 -emit-llvm -c bpf_tcp_kern.c -o -| llc -march=bpf -filetype=obj -o bpf_tcp_kern.o
In file included from bpf_tcp_kern.c:15:
In file included from /home/mark/work/net-next.git/include/uapi/linux/bpf.h:11:
In file included from /home/mark/work/net-next.git/include/linux/types.h:6:
In file included from /home/mark/work/net-next.git/include/uapi/linux/types.h:5:
/home/mark/work/net-next.git/arch/x86/include/uapi/asm/types.h:5:10: fatal error: 'asm-generic/types.h' file not found
#include <asm-generic/types.h>
         ^
1 error generated

这是 clang-llvm 3.8.0

我需要 libbpf 来构建用户端 bpf 应用程序。这部分工作构建得很好。

我错过了什么吗？我相信这个任务应该相当容易 ;-)

Answer 1

假设这是“eBPF”。是的，这应该是可能的。基本上，你应该能够用这样的东西编译最简单的 eBPF 程序：

clang -O2 -emit-llvm -c bpf.c -o - | llc -march=bpf -filetype=obj -o bpf.o

（摘自 tc-bpf(8) 的手册页）

当然，如果您的程序使用本地 header 文件中的定义，您必须找到一种方法来包含它们（即保留足够的 header 文件来编译您的文件，即使你 "rip out" 其他一切）。

一些注意事项：

clang 和 llvm (llc) 应该是 3.7 或更高版本（越高越好）。
根据您尝试编译的 eBPF 功能，您需要内核 headers（特别是 <linux/bpf.h>）足够新以支持您的程序（另请参阅 this page).
不确定您打算使用 libbpf 做什么。如果我没记错的话，它是用来从外部程序加载和管理eBPF程序的，而不是包含在eBPF程序本身中？
[编辑] 此外，samples/bpf 下的 eBPF 程序似乎是使用内核模块基础架构构建的。它们本身不是模块，但以某种方式编译就好像它们是模块一样，可以访问内核 headers。因此，如果您尝试在树之外编译它们并且没有内核 makefile，您可能会失去对 <linux/*.h> header 的访问权限，并且必须将 <uapi/linux/*.h> 替换为 <linux/*.h> 相反..

作为一般建议，尝试简化您的程序直到它编译，然后再次添加功能:)。如果没有源代码或错误消息，我恐怕无法为您提供更多帮助。祝你好运！

[在问题本身更新后编辑] 我能够通过向命令添加以下三行来编译一个示例（通过运行 make samples/bpf/tcp_bufs_kern.o V=1 获得它们，不确定您是否将它们修剪掉或者是否有不同的东西）：

…
-I/home/mark/work/net-next.git/include/generated/uapi \
-I/home/mark/work/net-next.git/tools/testing/selftests/bpf/ \
-include /home/mark/work/net-next.git/include/linux/kconfig.h \
…

您的命令抱怨的 asm-generic.h header 的第一行；第二行是 "bpf-helpers.h"，您可以轻松地将其复制到您的工作目录。最后一行可能更难删除，我没有详细搜索为什么需要kconfig.h，你必须调查一下。

如何从内核树构建 BPF 程序

how to build BPF program out of the kernel tree

jit

linux-kernel

llvm-clang

bpf