Вероятно, это не канонический способ сделать это, но, по крайней мере, это забавно: мы можем получить временную метку ядра ... из самого BPF!
Подсистема BPF имеет функцию «тест-запуск», которая позволяет тестировать некоторые типы для программ с предоставленными пользователем данными, запуск запускается с помощью системного вызова bpf(). Вот пример приложения, которое делает это так:
- Загружает программу BPF (XDP, но тип не имеет большого значения) и получает FD.
- Использует FD для запуска «пробный запуск» этой программы BPF.
- При запуске программа вызывает
bpf_ktime_get_ns(), копирует значение в буфер вывода данных (data_out), и нам просто нужно прочитать это в получить отметку времени.
#define _GNU_SOURCE
#include <errno.h>
#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/syscall.h>
#include <unistd.h>
#include <linux/bpf.h>
int main(__attribute__((unused))int argc,
__attribute__((unused))char **argv)
{
union bpf_attr load_attr = { }, run_attr = { };
const struct bpf_insn insns[] = {
/* w0 = 1 | r0 = XDP_DROP */
{ .code = 0xb4, .src_reg = 0, .dst_reg = 0, .off = 0, .imm = 1, },
/* r2 = *(u32 *)(r1 + 4) | r2 = ctx->data_end */
{ .code = 0x61, .src_reg = 1, .dst_reg = 2, .off = 4, .imm = 0, },
/* r6 = *(u32 *)(r1 + 0) | r6 = ctx->data */
{ .code = 0x61, .src_reg = 1, .dst_reg = 6, .off = 0, .imm = 0, },
/* r1 = r6 | r1 = ctx->data */
{ .code = 0xbf, .src_reg = 6, .dst_reg = 1, .off = 0, .imm = 0, },
/* r1 += 8 | r1 += sizeof(uint64_t) */
{ .code = 0x07, .src_reg = 0, .dst_reg = 1, .off = 0, .imm = 8, },
/* if r1 > r2 goto +3 | if (data + 8 > data_end) return */
{ .code = 0x2d, .src_reg = 2, .dst_reg = 1, .off = 3, .imm = 0, },
/* call bpf_ktime_get_ns() */
{ .code = 0x85, .src_reg = 0, .dst_reg = 0, .off = 0, .imm = BPF_FUNC_ktime_get_ns, },
/* *(u64 *)(r6 + 0) = r0 | *(ctx->data) = bpf_ktime_get_ns() */
{ .code = 0x7b, .src_reg = 0, .dst_reg = 6, .off = 0, .imm = 0, },
/* w0 = 2 | r0 = XDP_PASS */
{ .code = 0xb4, .src_reg = 0, .dst_reg = 0, .off = 0, .imm = 2, },
/* exit | return r0 */
{ .code = 0x95, .src_reg = 0, .dst_reg = 0, .off = 0, .imm = 0, },
};
const char license[] = "GPL"; /* required for bpf_ktime_get_ns() */
/*
* Data buffers data_in/data_out must be at least the minimal size for
* an Ethernet frame: 14 header bytes
*/
const uint8_t data_out[14];
const uint8_t data_in[14];
int fd, res;
/* Load program */
load_attr.prog_type = BPF_PROG_TYPE_XDP;
load_attr.insn_cnt = sizeof(insns) / sizeof(insns[0]);
load_attr.insns = (uint64_t)insns;
load_attr.license = (uint64_t)license;
fd = syscall(__NR_bpf, BPF_PROG_LOAD, &load_attr, sizeof(load_attr));
if (fd < 0) {
fprintf(stderr, "failed to load BPF program: %s\n",
strerror(errno));
return EXIT_FAILURE;
}
/* Run program */
run_attr.test.prog_fd = fd;
run_attr.test.data_size_in = sizeof(data_in);
run_attr.test.data_size_out = sizeof(data_out);
run_attr.test.data_in = (uint64_t)data_in;
run_attr.test.data_out = (uint64_t)data_out;
res = syscall(__NR_bpf, BPF_PROG_TEST_RUN, &run_attr, sizeof(run_attr));
if (res) {
fprintf(stderr, "failed to run BPF program: %s\n",
strerror(errno));
close(fd);
return EXIT_FAILURE;
}
/* Extract result */
fprintf(stdout, "%lu\n", (uint64_t)run_attr.test.data_out);
close(fd);
return EXIT_SUCCESS;
}
Обратите внимание, что мы также можем извлечь данные из возвращаемого значения программы (run_attr.test.retval), но это 32-разрядное целое число, поэтому вы не получите полная отметка времени. Это может быть использовано для получения, например, только количества секунд для этой отметки времени со сдвигом вправо r0 >>= 32, чтобы избежать проверки длины data / data_end и копирования в data_out. Не то чтобы это сильно изменило производительность.
Запуск всего приложения (загрузка + запуск), очевидно, займет больше времени, чем последующие, из-за шага проверки, выполняемого в ядре при загрузке программы.
Приложение: Программа BPF была сгенерирована из следующего кода:
#include <linux/bpf.h>
static unsigned long long (*bpf_ktime_get_ns)(void) =
(void *)BPF_FUNC_ktime_get_ns;
int xdp(struct xdp_md *ctx)
{
void *data_end = (void *) (long) ctx->data_end;
void *data = (void *) (long) ctx->data;
if (data + sizeof(unsigned long long) > data_end)
return XDP_DROP;
*(unsigned long long *)data = bpf_ktime_get_ns();
return XDP_PASS;
}