eBPF 入门开发实践教程六:捕获进程发送信号的系统调用集合,使用 hash map 保存状态
eBPF (Extended Berkeley Packet Filter) 是 Linux 内核上的一个强大的网络和性能分析工具,它允许开发者在内核运行时动态加载、更新和运行用户定义的代码。
本文是 eBPF 入门开发实践教程的第六篇,主要介绍如何实现一个 eBPF 工具,捕获进程发送信号的系统调用集合,使用 hash map 保存状态。
sigsnoop
示例代码如下:
#include <vmlinux.h>
#include <bpf/bpf_helpers.h>
#include <bpf/bpf_tracing.h>
#define MAX_ENTRIES 10240
#define TASK_COMM_LEN 16
struct event {
unsigned int pid;
unsigned int tpid;
int sig;
int ret;
char comm[TASK_COMM_LEN];
};
struct {
__uint(type, BPF_MAP_TYPE_HASH);
__uint(max_entries, MAX_ENTRIES);
__type(key, __u32);
__type(value, struct event);
} values SEC(".maps");
static int probe_entry(pid_t tpid, int sig)
{
struct event event = {};
__u64 pid_tgid;
__u32 tid;
pid_tgid = bpf_get_current_pid_tgid();
tid = (__u32)pid_tgid;
event.pid = pid_tgid >> 32;
event.tpid = tpid;
event.sig = sig;
bpf_get_current_comm(event.comm, sizeof(event.comm));
bpf_map_update_elem(&values, &tid, &event, BPF_ANY);
return 0;
}
static int probe_exit(void *ctx, int ret)
{
__u64 pid_tgid = bpf_get_current_pid_tgid();
__u32 tid = (__u32)pid_tgid;
struct event *eventp;
eventp = bpf_map_lookup_elem(&values, &tid);
if (!eventp)
return 0;
eventp->ret = ret;
bpf_printk("PID %d (%s) sent signal %d ",
eventp->pid, eventp->comm, eventp->sig);
bpf_printk("to PID %d, ret = %d",
eventp->tpid, ret);
cleanup:
bpf_map_delete_elem(&values, &tid);
return 0;
}
SEC("tracepoint/syscalls/sys_enter_kill")
int kill_entry(struct trace_event_raw_sys_enter *ctx)
{
pid_t tpid = (pid_t)ctx->args[0];
int sig = (int)ctx->args[1];
return probe_entry(tpid, sig);
}
SEC("tracepoint/syscalls/sys_exit_kill")
int kill_exit(struct trace_event_raw_sys_exit *ctx)
{
return probe_exit(ctx, ctx->ret);
}
char LICENSE[] SEC("license") = "Dual BSD/GPL";
上面的代码定义了一个 eBPF 程序,用于捕获进程发送信号的系统调用,包括 kill、tkill 和 tgkill。它通过使用 tracepoint 来捕获系统调用的进入和退出事件,并在这些事件发生时执行指定的探针函数,例如 probe_entry 和 probe_exit。
在探针函数中,我们使用 bpf_map 存储捕获的事件信息,包括发送信号的进程 ID、接收信号的进程 ID、信号值和进程的可执行文件名称。在系统调用退出时,我们将获取存储在 bpf_map 中的事件信息,并使用 bpf_printk 打印进程 ID、进程名称、发送的信号和系统调用的返回值。
最后,我们还需要使用 SEC 宏来定义探针,并指定要捕获的系统调用的名称,以及要执行的探针函数。
eunomia-bpf 是一个结合 Wasm 的开源 eBPF 动态加载运行时和开发工具链,它的目的是简化 eBPF 程序的开发、构建、分发、运行。可以参考 https://github.com/eunomia-bpf/eunomia-bpf 下载和安装 ecc 编译工具链和 ecli 运行时。我们使用 eunomia-bpf 编译运行这个例子。
编译运行上述代码:
或者
$ ecc sigsnoop.bpf.c
Compiling bpf object...
Generating export types...
Packing ebpf object and config into package.json...
$ sudo ecli run package.json
Runing eBPF program...
运行这段程序后,可以通过查看 /sys/kernel/debug/tracing/trace_pipe 文件来查看 eBPF 程序的输出:
$ sudo cat /sys/kernel/debug/tracing/trace_pipe
systemd-journal-363 [000] d...1 672.563868: bpf_trace_printk: PID 363 (systemd-journal) sent signal 0
systemd-journal-363 [000] d...1 672.563869: bpf_trace_printk: to PID 1400, ret = 0
systemd-journal-363 [000] d...1 672.563870: bpf_trace_printk: PID 363 (systemd-journal) sent signal 0
systemd-journal-363 [000] d...1 672.563870: bpf_trace_printk: to PID 1527, ret = -3
总结
本文主要介绍如何实现一个 eBPF 工具,捕获进程发送信号的系统调用集合,使用 hash map 保存状态。使用 hash map 需要定义一个结构体:
struct {
__uint(type, BPF_MAP_TYPE_HASH);
__uint(max_entries, MAX_ENTRIES);
__type(key, __u32);
__type(value, struct event);
} values SEC(".maps");
并使用一些对应的 API 进行访问,例如 bpf_map_lookup_elem、bpf_map_update_elem、bpf_map_delete_elem 等。
更多的例子和详细的开发指南,请参考 eunomia-bpf 的官方文档:https://github.com/eunomia-bpf/eunomia-bpf
如果您希望学习更多关于 eBPF 的知识和实践,可以访问我们的教程代码仓库 https://github.com/eunomia-bpf/bpf-developer-tutorial 或网站 https://eunomia.dev/zh/tutorials/ 以获取更多示例和完整的教程。