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eBPF 开发实践教程:基于 CO-RE,通过小工具快速上手 eBPF 开发
这是一个基于 CO-RE(一次编译,到处运行)的 eBPF 的开发教程,提供了从入门到进阶的 eBPF 开发实践,包括基本概念、代码实例、实际应用等内容。和 BCC 不同的是,我们使用 libbpf、Cilium、libbpf-rs、eunomia-bpf 等框架进行开发,包含 C、Go、Rust 等语言的示例。
本教程不会进行复杂的概念讲解和场景介绍,主要希望提供一些 eBPF 小工具的案例(非常短小,从二十行代码开始入门!),来帮助 eBPF 应用的开发者快速上手 eBPF 的开发方法和技巧。教程内容可以在目录中找到,每个目录都是一个独立的 eBPF 工具案例。
教程关注于可观测性、网络、安全等等方面的 eBPF 示例。完整的代码和教程可以在 https://github.com/eunomia-bpf/bpf-developer-tutorial GitHub 开源仓库中找到。如果您认为本教程对您有所帮助,也请给我们一个 star 鼓励一下!
目录
- 介绍 eBPF 的基本概念、常见的开发工具
- eBPF Hello World,基本框架和开发流程
- 使用 kprobe 监测捕获 unlink 系统调用
- 使用 fentry 监测捕获 unlink 系统调用
- 捕获进程打开文件的系统调用集合,使用全局变量过滤进程 pid
- 使用 uprobe 捕获 bash 的 readline 函数调用
- 捕获进程发送信号的系统调用集合,使用 hash map 保存状态
- 捕获进程执行/退出时间,通过 perf event array 向用户态打印输出
- 使用 exitsnoop 监控进程退出事件,使用 ring buffer 向用户态打印输出
- 一个 Linux 内核 BPF 程序,通过柱状图来总结调度程序运行队列延迟,显示任务等待运行在 CPU 上的时间长度
- 使用 hardirqs 或 softirqs 捕获中断事件
- 使用 bootstrap 开发用户态程序并跟踪 exec() 和 exit() 系统调用
- 使用 libbpf-bootstrap 开发程序统计 TCP 连接延时
- 使用 libbpf-bootstrap 记录 TCP 连接状态与 TCP RTT
- 使用 USDT 捕获用户态 Java GC 事件耗时
- 编写 eBPF 程序 Memleak 监控内存泄漏
- 编写 eBPF 程序 Biopattern 统计随机/顺序磁盘 I/O
- 更多的参考资料:论文列表、项目、博客等等
- 使用 LSM 进行安全检测防御
- 使用 eBPF 进行 tc 流量控制
eBPF 高级特性与进阶主题
- 在 Android 上使用 eBPF 程序
- 使用 eBPF socket filter 或 syscall tracepoint 追踪 HTTP 请求等七层协议
- 使用 Uprobe+eBPF 捕获多种库的 SSL/TLS 明文数据
- 使用 sockops 加速网络请求转发
- eBPF 运行时的安全性与面临的挑战
- 使用 eBPF 隐藏进程或文件信息
- 使用 bpf_send_signal 发送信号终止进程
- 使用 eBPF 添加 sudo 用户
- 使用 eBPF 替换任意程序读取或写入的文本
- BPF的生命周期:使用 Detached 模式在用户态应用退出后持续运行 eBPF 程序
- 用户空间 eBPF 运行时:深度解析与应用实践