eBPF skeleton

2025 iThome 鐵人賽

DAY 11

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30 篇文帶你用 eBPF 與 Golang 打造 Linux Scheduler系列第 11 篇

17th鐵人賽 ebpf skeleton

2025-09-21 00:40:41

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libbpf 支援 skeleton 功能，讓開發者能夠透過 bpftool 產生對應的 skeleton file，相關指令如下：

$ bpftool gen skeleton main.bpf.o > main.skeleton.h

main.bpf.o 為可載入的 BPF program 的 object file。
main.skeleton.h 為 bpftool 輸出的檔案，包含了許多高度封裝的 API。

讓我們觀察一下 main.skeleton.h 的檔案內容：

static void
main_bpf__destroy(struct main_bpf *obj)
{
 if (!obj)
  return;
 if (obj->skeleton)
  bpf_object__destroy_skeleton(obj->skeleton);
 free(obj);
}

static inline int
main_bpf__create_skeleton(struct main_bpf *obj);

static inline struct main_bpf *
main_bpf__open_opts(const struct bpf_object_open_opts *opts)
{
 struct main_bpf *obj;
 int err;

 obj = (struct main_bpf *)calloc(1, sizeof(*obj));
 if (!obj) {
  errno = ENOMEM;
  return NULL;
 }

 err = main_bpf__create_skeleton(obj);
 if (err)
  goto err_out;

 err = bpf_object__open_skeleton(obj->skeleton, opts);
 if (err)
  goto err_out;

 obj->struct_ops.goland = (__typeof__(obj->struct_ops.goland))
  bpf_map__initial_value(obj->maps.goland, NULL);

 return obj;
err_out:
 main_bpf__destroy(obj);
 errno = -err;
 return NULL;
}

我們會發現檔案包含了很多用來操作 struct main_bpf 指標的函式，這些函式封裝了 libbpf 提供的 APIs，讓使用者可以快速的在 user space 載入、更新給定的 eBPF program。
若我們細看 struct main_bpf 會發現，它封裝了 eBPF object 以及 rodata、data、bss 等 section。
若在 eBPF program 宣告全域變數，會根據不同的宣告方式將這些變數歸類在不同的 section：

int counter;          // -> .bss
int init_value = 10;  // -> .data
const int max = 100;  // -> .rodata

若不使用 eBPF skeleton，當 eBPF program 載入後，我們可以用 BPF map 操作的方式來讀取這些 section 的資料。
反之，有了 skeleton file，讀取這些 section 都變的簡單不少：

#include "main.skeleton.h"

struct main_bpf *global_obj;

void *open_skel() {
    struct main_bpf *obj = NULL;
    obj = main_bpf__open();
    main_bpf__create_skeleton(obj);
    global_obj = obj;
    return obj->obj;
}

u32 get_usersched_pid() {
    return global_obj->bss->usersched_pid;
}