Linux在日常的使用中已经无处不在了，从人们的手机，到电视机，再到路由器，都运行在linux内核之上，而eBPF就是Linux内核的一把瑞士军刀，通过eBPF可以在linux内核中运行程序，运维人员可以使用它对linux内核进行监控，开发者可以使用它对linux内核功能进行定制修改，做到很多以前无法实现的功能。
官方的说法: eBPF is a revolutionary technology with origins in the Linux kernel that can run sandboxed programs in an operating system kernel.
个人认为，简单的说，eBPF可以理解为一个框架，通过这个框架，我们可以在内核中执行自己编写的程序代码。
eBPF基本概念
eBPF的前身是BPF（extended Berkeley Packet Filter），BPF是内核中用来做高效过滤网络报文的，tcpdump里面就是用的BPF技术过滤报文。2014年内核3.18中eBPF第一次出现，此时的eBPF已经成为内核的顶级子系统，演进为一个通用执行引擎，允许用户在内核中运行自己的程序。
挂载点（Hook）eBPF程序基于事件触发，当内核代码走到对应的挂载点就会执行挂载在此处的eBPF程序。常见的挂载点有：系统调用，内核函数进入/退出，内核跟踪点，网络数据包等等。
映射（Maps）eBPF程序中用来存储数据，共享数据的结构体就是Maps，内核内置了多种类型的Maps给开发者使用，常见的有哈希表，数组，LRU，Ring buffer等等。
帮助函数（Helper Calls）内核为了保证安全，运行在内核中的eBPF程序只能调用当前内核版本预定义好的函数，不能随意调用其他内核函数，函数名称都是以bpf_开头命名。例如u32 bpf_get_smp_processor_id(void)，可以获取当前eBPF程序运行在哪个cpu上。
加载与验证（Loader & Verification）编写好的eBPF程序需要先通过编译，生成字节码，之后通过调用bpf系统调用将字节码加载到内核，此时内核会运行自己的验证器来检验eBPF程序，确保程序是安全的，有限循环的，不会把linux系统搞坏。
eBPF特点
强大的内核可编程性。随着内核版本的升级，内核中可以运行eBPF程序的地方越来越多，eBPF可以做的事情也越来越多。不同内核功能加入eBPF版本列表：
开发方便开发者不需要自己定义数据结构，直接使用现成的Maps进行存储共享数据，只需要关注具体的业务实现代码。由于eBPF程序先编译成字节码，之后内核自己校验通过之后再生成可用的内核代码，所以可以一次编译处处运行，不需要像内核模块一样，每次更新内核之后都要重新编译。
可以在x86上编译mips架构上运行的eBPF字节码。免去交叉编译的痛苦。
安全数据操作都是通过Maps，操作Maps的函数也是预先定义好的，不存在访问空指针。
eBPF使用
介绍了这么多eBPF的概念，接下来实际操作一下，看看eBPF程序如何编译和使用，这里采用原汁原味的linux源代码编译演示。
使用最新的archlinux系统，其他系统也差不多，稍微按照实际情况改一下。
这里把内核自带的bpf示例程序都编译出来了，在目录samples/bpf下面。
这里我们具体看一个sampleip的eBPF程序，看看eBPF程序是如何编写的
直接上代码：
首先17到23行定义了一个maps，叫ip_map，类型是哈希，键是u64，值是u32，最大长度8192。
之后定义了一个do_sample函数，函数参数类型是bpf_perf_event_data，里面有当前内核IP指令指针寄存器的内容。通过调用bpf_map_lookup_elem函数来更新ip_map。
运行内核编译好的sampleip程序，默认是采样5秒，每秒采样99次，程序结束后会把ip_map采集到的信息打印出来。
从这个实例中可以看出，开发的eBPF程序比传统的内核开发方便了很多，数据结构不用操心，可以调用的函数也不用操心，都是预先定义好的，只需要实现自己的业务逻辑即可。
eBPF使用场景
linux性能分析，性能调优上面的sampleip就是简单的内核性能分析，可以看出当前内核经常调用的函数。eBPF对于内核开销很小，可以在生产环境排查问题的时候进行精确定位，同时由于eBPF的安全性，不用担心会把内核搞挂。有兴趣的可以去看一下bcc，里面对于内核每个子系统都有对应的eBPF监控程序，非常方便。
linux网络加速eBPF在这个领域中也是牛的很，底层有XDP快速数据路径，可以直接在网卡收到数据包的同时进行处理，避免内核分配skb开销，可以用来实现DDos，负载均衡，性能媲美DPDK。再往上一点内核的tc也可以hook eBPF程序实现自定义流量分类，再向上的socket层还可以调用eBPF实现动态修改socket选项，甚至tcp的拥塞算法内核也提供了eBPF挂载的地方，可以自己实现一套新的拥塞算法。
安全管理systemd中使用eBPF控制服务可以监听的端口，libvirtd也使用eBPF进行设备的访问控制，社区还有eBPF控制进程允许访问的文件，允许读写哪些/sys文件。
eBPF的出现让Linux内核开发变得简单，降低了内核开发门槛，为普通人了解深入linux内核提供了途径，真的是一个革命性的发明，有linux的地方就有ebpf ^^。
（免责声明：本网站内容主要来自原创、合作伙伴供稿和第三方自媒体作者投稿，凡在本网站出现的信息，均仅供参考。本网站将尽力确保所提供信息的准确性及可靠性，但不保证有关资料的准确性及可靠性，读者在使用前请进一步核实，并对任何自主决定的行为负责。本网站对有关资料所引致的错误、不确或遗漏，概不负任何法律责任。
任何单位或个人认为本网站中的网页或链接内容可能涉嫌侵犯其知识产权或存在不实内容时，应及时向本网站提出书面权利通知或不实情况说明，并提供身份证明、权属证明及详细侵权或不实情况证明。本网站在收到上述法律文件后，将会依法尽快联系相关文章源头核实，沟通删除相关内容或断开相关链接。 ）
