Представена е библиотеката Aya за създаване на eBPF обработчици на езика Rust

Представен е първият брой на библиотеката Aya, която позволява създаването на обработчици eBPF на езика Rust, работещи вътре в ядрото на Linux в специална виртуална машина с JIT. За разлика от другите инструменти за разработка на eBPF програми, Aya не използва libbpf и компилатора bcc, а предлага собствена реализация, написана на Rust, която използва пакета crate libc за директен достъп до системните повиквания на ядрото. За компилирането на Aya не е необходим инструментарий за езика C и заглавни файлове на ядрото. Кодът на библиотеката се разпространява под лицензите MIT и Apache 2.0.

Основни функции:

• Поддръжка на формата BTF (BPF Type Format), който предоставя информация за типовете в псевдокод BPF за проверка на типовете и съвпадение с типовете, предоставяни от текущото ядро. Приложението на BTF позволява създаването на универсални eBPF обработчици, които могат да се използват без прекомпилиране с различни версии на ядрото на Linux.
• Поддръжка на повиквания 'bpf-to-bpf', глобални променливи и инициализатори, което позволява оформянето на програми за eBPF аналогично на обикновените програми, използващи aya като runtime, преопределящ функции с оглед работата по eBPF.
• Поддръжка на различни типове ядра, включително обикновени масиви, хеш таблици (hash map), стеки, опашки, трасировки на стека, както и структури за сокети и проследяване на производителността.
• Възможност за създаване на различни типове eBTF програми, включително програми за филтриране и управление на трафика, обработчици на cgroup и различни операции със сокети, XDP програми.
• Поддръжка на платформи за асинхронна обработка на заявки в неблокиращ режим tokio и async-std.
• Бързо компилиране, без зависимост от компилацията на ядрото и заглавните файлове на ядрото.

Проектът все още се разглежда като експериментален — API-то все още не е стабилизирано и продължава да се развива. Също така, не са реализирани всички планирани функционалности. До края на годината разработчиците се надяват да доведат функционалността на Aya до равнопоставеност с libbpf, а през януари 2022 г. да оформят първия стабилен релиз. Освен това, планира се обединяване на частите на Aya, необходими за написване на код на Rust за ядрото на Linux с компонентите, работещи в потребителското пространство и използвани за зареждане, прикрепяне и взаимодействие с програмите eBPF.

Напомняме, че eBPF е вграден интерпретатор на байт код в ядрото на Linux, който позволява създаването на обработчици на мрежови операции, наблюдение на системни ресурси, прихващане на системни извиквания, контрол на достъпа, обработка на събития с времеви маркери, изчисляване на честотата и времето за изпълнение на операции, изпълнение на трасировки с помощта на kprobes/uprobes/tracepoints. Благодарение на JIT компилацията, байт кодът се транслира в машинни инструкции в реално време и се изпълнява с производителността на нативния код. XDP предоставя средства за изпълнение на BPF програми на ниво мрежов драйвер с възможност за директен достъп до DMA буфера на пакетите, което позволява създаването на високо производителни обработчици за работа в условия на голям мрежов товар.

Източник: opennet.ru