ebpf 程序中常用的 load_byte/load_half/load_word 功能介绍

2 years ago

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前言¶

大家在阅读一些网络相关的 ebpf 程序源码时可能会发现部分程序会使用 load_byte, load_half 以及 load_word 这几个函数来辅助解析网络数据包。

那么这几个函数的功能究竟是啥？以及它们各自的使用场景是啥，怎么知道究竟该用哪个函数？本文将记录这几个函数各种的功能以及使用场景。

load_byte¶

函数定义¶

load_byte 函数的定义如下:

unsigned long long load_byte(void *skb,
                          unsigned long long off) asm("llvm.bpf.load.byte");

函数功能¶

它的功能是：从 skb 指向的数据包指针中读取 8-bits 的数据。跟 gcc 里的 __builtin_bpf_load_byte 函数的功能是一样的。

使用场景¶

当想要从 struct __sk_buff *skb 中读取数据类型大小为 8-bits（1个字节）的字段的值的时候，可以使用 load_byte 直接从指针中读取对应的数据。

__u8 protocol = load_byte(skb, ETH_HLEN + offsetof(struct iphdr, protocol));

load_half¶

函数定义¶

load_half 函数的定义如下:

unsigned long long load_half(void *skb,
                         unsigned long long off) asm("llvm.bpf.load.half");

函数功能¶

它的功能是：从 skb 指向的数据包指针中读取 16-bits 的数据。跟 gcc 里的 __builtin_bpf_load_half 函数的功能是一样的。

使用场景¶

当想要从 struct __sk_buff *skb 中读取数据类型大小为 16-bits（2个字节）的字段的值的时候，可以使用 load_byte 直接从指针中读取对应的数据。

__u16 h_proto = load_half(skb, offsetof(struct ethhdr, h_proto));

load_word¶

函数定义¶

load_word 函数的定义如下:

unsigned long long load_word(void *skb,
                         unsigned long long off) asm("llvm.bpf.load.word");

函数功能¶

它的功能是：从 skb 指向的数据包指针中读取 32-bits 的数据。跟 gcc 里的 __builtin_bpf_load_word 函数的功能是一样的。

使用场景¶

当想要从 struct __sk_buff *skb 中读取数据类型大小为 32-bits（4个字节）的字段的值的时候，可以使用 load_byte 直接从指针中读取对应的数据。

__u32 saddr = load_word(skb, ETH_HLEN + offsetof(struct iphdr, saddr));

替代函数¶

如果不想依赖 llvm 实现这几个函数所提供的功能的话，可以使用 bpf-helpers 中提供的 bpf_skb_load_bytes 函数实现类似的功能。

比如前面的那几个例子可以改写为:

// __u8 protocol = load_byte(skb, ETH_HLEN + offsetof(struct iphdr, protocol));
struct iphdr ip_hdr;
if (bpf_skb_load_bytes(skb, ETH_HLEN, &ip_hdr, sizeof(ip_hdr)) < 0)
    return 0;
__u8 protocol = ip_hdr.protocol;


// __u16 h_proto = load_half(skb, offsetof(struct ethhdr, h_proto));
struct ethhdr eth_hdr;
if (bpf_skb_load_bytes(skb, 0, &eth_hdr, sizeof(eth_hdr)) < 0)
    return 0;
__u16 h_proto = bpf_ntohs(eth_hdr.h_proto);


// __u32 saddr = load_word(skb, ETH_HLEN + offsetof(struct iphdr, saddr));
struct iphdr ip_hdr;
if (bpf_skb_load_bytes(skb, ETH_HLEN, &ip_hdr, sizeof(ip_hdr)) < 0)
    return 0;
__u32 saddr = ip_hdr.saddr;

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